神華烏海能源有限責(zé)任公司五虎山煤礦變電所SVG改造項(xiàng)目

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一、案例名稱(chēng)

神華烏海能源有限責(zé)任公司五虎山煤礦變電所SVG改造項(xiàng)目

二、案例業(yè)主

神華烏海能源有限責(zé)任公司是一個(gè)集焦煤生產(chǎn)、洗選、焦化、煤化工及矸石發(fā)電為一體的多元化新型能源企業(yè)，也是目前內(nèi)蒙古最大的焦煤生產(chǎn)基地。

目前共有礦井11座，包括生產(chǎn)礦井9座，總設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1380萬(wàn)噸/年;在建礦井2座，設(shè)計(jì)能力450~600萬(wàn)噸/年。生產(chǎn)的主要煤種有焦煤、1/3焦煤、肥煤、無(wú)煙煤和貧煤。現(xiàn)有洗煤廠13座，總設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力1615萬(wàn)噸/年，主要生產(chǎn)煉焦精煤、無(wú)煙精煤、洗混煤和矸石等4類(lèi)產(chǎn)品。現(xiàn)有焦化廠5座，總生產(chǎn)能力295萬(wàn)噸/年。煤焦油加工廠1座，加工能力15萬(wàn)噸/年。

三、案例內(nèi)容

1.技術(shù)原理及適用領(lǐng)域

SVG(Static Var Generator)，是專(zhuān)指由自換相的電力半導(dǎo)體橋式變流器來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b置。

圖1 SVG與系統(tǒng)的連接示意圖

設(shè)電網(wǎng)電壓和SVG輸出的交流電壓分別用相量 ù、和表示，則連接電抗X上的電壓ù,即為 ù和 的相量差，而連接電抗的電流是可以由其電壓來(lái)控制的。這個(gè)電流就是SVG從電網(wǎng)吸收的電流。如果未計(jì)及連接電抗器和變流器的損耗，SVG的工作原理可以用圖2所示的單相等效電路圖來(lái)說(shuō)明。在這種情況下，只需使與U同相，僅改變幅值大小即可以控制SVG從電網(wǎng)吸收的電流是超前還是滯后90°，并且能控制該電流的大小。

圖2 SVG等效電路及工作原理(未計(jì)及損耗)

SVG詳細(xì)的工作模式及其補(bǔ)償特性如表1所示。

表1 SVG的運(yùn)行模式及其補(bǔ)償特性說(shuō)明

采用直接電流控制的有源濾波型中壓SVG的工作原理如圖3所示。從圖中可以得出式(1)，即電源電流S是負(fù)載電流和補(bǔ)償電流IC之相量和。假設(shè)負(fù)載電流L中含有基波正序電流(包括基波正序無(wú)功電流Lfg+和基波正序有功電流L+)、基波負(fù)序電流IUf-和諧波電流1Lh，如式(2)所示。

IS= IL+ IC （1）

IL=Ilf?+ +ILf- +ILh （2）

為使電源電流/S中不含有基波正序無(wú)功和基波負(fù)序電流，則需要控制SVG輸出電流IC滿足式(3)。這樣電源電流中就只含有基波正序有功和諧波電流，如式(4)所示。

圖3 采用直接電流控制的靜止無(wú)功發(fā)生器的工作原理

IC=-(Ilf+ +Ilf （3）

IS=?Lfg+ +ILh （4）

所以，要想達(dá)到補(bǔ)償目的，關(guān)鍵是控制SVG輸出電流 JC滿足式(3)

從SVG工作原理的描述可以看出，如果要使SVG在補(bǔ)償無(wú)功的基礎(chǔ)上還對(duì)負(fù)載諧波進(jìn)行抑制，只需要使SVG輸出相應(yīng)的諧波電流即可。因此，從這個(gè)意義上說(shuō)，SVG能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償無(wú)功電流和諧波電流的雙重目標(biāo)。

2.節(jié)能改造具體內(nèi)容

本工程在客戶35kV變電站兩段6kV母線各加裝一套以IGBT為核心部分的SVG型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。其中I段額定補(bǔ)償容量為±1.5Myar;I段額定補(bǔ)償容量為+2.5Mvar。

3.項(xiàng)目實(shí)施情況

項(xiàng)目于2011年6月開(kāi)始實(shí)施，2011年8月完成土建施工及設(shè)備安裝并投入運(yùn)行，目前運(yùn)行穩(wěn)定。

四、項(xiàng)目年節(jié)能量及節(jié)能效益

1.節(jié)能量

(1)原系統(tǒng)(設(shè)備)主要參數(shù)及用能情況。

五虎山煤礦由上級(jí)變電站提供的兩段35kV母線供電，經(jīng)兩臺(tái)主變(主變?nèi)萘烤鶠?000kVA)降為6kV為全礦負(fù)荷供電。兩臺(tái)主變及兩段6kV母線均分列運(yùn)行(分列運(yùn)行為正常工作狀態(tài)，偶爾會(huì)有一臺(tái)主變帶所有負(fù)荷的情況)每段母線所帶負(fù)荷約為3000kW左右

(2)系統(tǒng)(設(shè)備)改造后用能情況

系統(tǒng)改造后產(chǎn)生如下效果:企業(yè)通過(guò)提高功率因數(shù)，一方面降低了電費(fèi)，另一方面減輕了電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)，降低了線損，節(jié)約電能。消除諧波減少附加損耗。提高電能質(zhì)量，保障生產(chǎn)，產(chǎn)能提高企業(yè)增加的效益。可以有效減小沖擊性負(fù)荷對(duì)變壓器等電力設(shè)備的沖擊，減少了斷路器和變壓器分接頭的操作次數(shù)，從而延長(zhǎng)了電力設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備的維護(hù)、維修次數(shù),節(jié)約維護(hù)維修開(kāi)支。提高了電網(wǎng)供電能力。

(3)節(jié)能量計(jì)算方法

根據(jù)《國(guó)家重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣目錄》(第二批)確定的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn):動(dòng)態(tài)諧波抑制及無(wú)功補(bǔ)償綜合節(jié)能技術(shù)中，系統(tǒng)每補(bǔ)償1kvar，節(jié)能394kW·h/a，該項(xiàng)目按功率因數(shù)從0.75補(bǔ)償?shù)?.95計(jì)算，2套SVG設(shè)備預(yù)計(jì)年平均節(jié)電量1576000kW·h/年，節(jié)省電費(fèi)78.8萬(wàn)元/年。另外根據(jù)實(shí)際表計(jì)，無(wú)功電流顯著下降，直接節(jié)省電量620000 kW·h/年，節(jié)約電費(fèi)31萬(wàn)元/年。

(4)項(xiàng)目年節(jié)能量:

該項(xiàng)目年節(jié)電157.6+62=219.6萬(wàn)kW·h，折算為746噸標(biāo)煤。

2.節(jié)能效益

該項(xiàng)目年節(jié)約電費(fèi)109.8萬(wàn)元。

五、商業(yè)模式

該項(xiàng)目采用節(jié)能效益分享型的合同能源管理模式，合同期為60個(gè)月。項(xiàng)目業(yè)主與實(shí)施方按照規(guī)定的程序和方式共同對(duì)項(xiàng)目節(jié)能量進(jìn)行測(cè)量和確認(rèn)，并按照格式填制和簽發(fā)節(jié)能量確認(rèn)文件。雙方合作期內(nèi)，業(yè)主分享28.2%的項(xiàng)目節(jié)能效益，實(shí)施方分享71.8%的項(xiàng)目節(jié)能效益。

具體的分期分享按下列方式執(zhí)行:

該項(xiàng)目的合同總額為359萬(wàn)元。在雙方的合作期(5年)之內(nèi)，業(yè)主按合同總額的五分之一支付給實(shí)施方，直至收回359萬(wàn)元的合同總額;在雙方的節(jié)能效益分享期滿之后，若實(shí)施方?jīng)]有收回全部投資則實(shí)施方可繼續(xù)分享節(jié)能收益直至收回全部合同總額;如果在節(jié)能效益分享期未滿時(shí)，實(shí)施方已收回全部投資，該項(xiàng)目的設(shè)備及其附屬的其他權(quán)益全部歸業(yè)主所有，之后的效益也全部由業(yè)主享受但實(shí)施方繼續(xù)承擔(dān)項(xiàng)目的相關(guān)技術(shù)服務(wù)至雙方的合同期滿為止。業(yè)主應(yīng)當(dāng)在收到實(shí)施方付款請(qǐng)求之后的5日內(nèi)，將相應(yīng)的款項(xiàng)支付給實(shí)施方。

六、融資渠道

項(xiàng)目投資256萬(wàn)元，全部為節(jié)能服務(wù)公司自有資金。