煤棚光伏降低火电厂厂用电率的应用

煤棚光伏降低火电厂厂用电率的应用

段玉龙

（京能（锡林郭勒）发电有限公司内蒙古锡林郭勒盟026000）

摘要：本文主要解析了京能（锡林郭勒）发电有限公司一期2×660MW超超临界火电机组在厂内建设安装的煤棚光伏发电系统在降低火电厂厂用电率方面的成功应用，详细介绍了用途、原理、保护配置以及安装方式，为今后新建火电机组在降低厂用电率方面提供了借鉴。

关键词：火力发电厂；光伏发电；厂用电率；煤棚

一、煤棚光伏系统简介

京能（锡林郭勒）发电有限公司厂址所属区域太阳能资源丰富，厂内建有两个自然高差为3米的独立封闭煤棚。为了积极响应国家能源政策，深挖工程节能降耗，以分布式光伏发电方式在厂内煤场封闭煤棚屋顶向阳面设计安装光伏组件，建设4.95MWp封闭煤棚光伏发电项目，有效的利用了煤场封闭煤棚向阳面屋顶和厂址区域丰富的太阳能资源，降低了综合厂用电率及机组发电能耗，并减少了污染物的排放。

二、主要用途

厂内两个独立封闭煤棚向阳侧总面积40924㎡，为充分利用此面积，在向阳侧屋顶布置安装了单块容量为280Wp的单晶硅光伏组件17688块，装机总容量4.95MWp，光伏系统年发电量602.58万kWh，全部供厂内自用，达到有效利用封闭煤棚、降低厂用电率、提高火力发电厂环保水平的目的。

三、技术原理

1、系统流程

#1煤场封闭煤棚-光伏组件-直流电源汇流箱-并网逆变器--#1光伏升压变压器-光伏并网柜（含关口电能表）-脱硫10kV段。

#2煤场封闭煤棚-光伏组件-直流电源汇流箱-并网逆变器-#2光伏升压变压器-光伏并网柜（含关口电能表）-脱硫10kV段。

2、接线方式

光伏#1、#2升压变压器出口分别设置一台出口断路器和具有电气及机械互锁功能的两组隔离刀闸，#1升压变经两组隔离刀闸分别接入#1机脱硫10kVA段或#2机脱硫10kVB段；#2升压变经两组隔离刀闸分别接入#1机脱硫10kVB段或#2机脱硫10kVA段。

3、保护配置

系统设置有直流过压、直流过流、孤岛故障、电网欠压、电网过压、电网过频、电网欠频、交流过流、通讯异常、逆变器过温、防雷器故障、相序错误等重要保护，以确保光伏发电设备与脱硫设备的安全稳定运行。

4、安装方式

光伏组件与檩条使用卡件连接，组件檩条与彩钢板檩条使用专用的自攻螺栓连接，彩钢板穿孔处垫防雨防尘垫片。

四、关键技术与创新点

1、关键技术

1）将常规拱形煤棚结构优化为三段直线结构，煤棚最长一段按光伏组件的最佳布置角度42°进行设计，最大限度地增强光伏发电能力。

2）采用新型的专用自攻螺栓将彩钢板檩条与光伏组件檩条进行连接，使光伏组件檩条在封闭煤棚网架上“生根”，保证了光伏组件与封闭煤棚的可靠连接。

3）光伏发电经升压变压器升压至10kV后，并入脱硫10kV母线，在脱硫配电间实现平衡。通过计算分析，光伏发电系统容量比机组容量小，提供的短路电流小，光伏电能接入脱硫后，脱硫配电间10kV侧短路水平在《电网规划设计技术原则》的允许范围之内，即光伏电能保证了向脱硫系统供电的安全可靠。

4）光伏组件的清洁使用压缩空气吹扫的方式，并辅助人工清洁，保证光伏组件的清洁度，实现光伏组发电能力的最大化。

2、创新点

1）封闭煤棚与太阳能光伏发电设备有机结合，建设成封闭煤棚光伏发电项目。

2）封闭煤棚网架结构设计成适合光伏组件最大发电能力的结构形式，新的结构形式使光伏发电系统年发电能力从498.84万kWh提高到602.58万kWh。

3）光伏电能接入火力发电厂重要的辅机系统设备。

4）封闭煤棚光伏发电组件应用自清洁及气力清扫技术，减少光伏发电系统清洁人员高空作业的频次。

五、结语

该项目成果应用前景良好，对于不同区域环境的企业事业单位配套建设光伏发电系统以减少外购电或降低厂用电率有良好的指导作用，对于大型建筑物向阳面屋顶建设光伏发电系统过程中的设备技术选型、设计设化、技术管理等方面有一定的借鉴作用。

本项目在设计安装过程中关于光伏组件的固定形式、电源接入点的选择等做了大量的研究、计算、试验与论证，为今后一段时期内新建、改造大型建筑屋顶光伏发电系统的建设提供依据。

本项目光伏发电系统建设投运后，光伏年度发电量602.58万kWh，使厂用电率由6.1%降低至6.02%。

参考文献：

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[2]陈敏生陈瑞龙超临界锅炉低温再热器超温治理2002（03）

[3]王杰直流锅炉防止受热面超温简析2012（32）