一、余热发电系统并网运行的技术特点

　　目前，我国水泥工业纯低温余热发电技术的核心内容是热力循环系统，热力循环方式主要有单压系统、闪蒸系统、双压系统三种基本模式，以及由此衍生的复合系统构成。理论和实践表明，以上三种热力系统的选择，应依据企业的具体情况来选择合适的系统，采用哪种热力循环方式最合理，应依据热平衡计算、生产线规模、企业管理水平、投资高低等实际情况，进行综合比较分析论证。而且无论何种模式的余热利用发电系统，相对于外部常规供配电网绝大多数采取“并网不上网”的并网运行方式，主要有下列技术特点和技术要求：

　　1.并网及上网含义

　　所谓并网运行是指发电机组在正常运行状态下，与外部常规配电网在主回路上存在电气连接，连接点～般称为“公共连接点”(简称PCC)。电气连接包括电缆直接连接、经过变压器连接、经过逆变器连接等方式。并网运行按照电能功率交换方式可分为普通并网和并网不上网2种。前者发电机组可以向外部电网输送多余电能功率，而后者则严格禁止发电机组的电能功率外送，即PCC处功率流向只能是从外部电网流向电力用户，因此，水泥余热利用发电系统的“并网不上网”的含义是指水泥余热利用发电系统虽然与外部常规供配电网并网但其所发电量由水泥工厂全部自用，即所发电能并不传输到外部电网使用，纯粹技术上的并网连接点也都在水泥企业的内部供配电网线路上通过电缆直接连接。通俗一点讲，并网也可理解为技术方面，一般指的是“设备”，是发电机及发电设备与电力系统间存在物理连接。上网则是市场交易方面，一般指的是“电”，是电熊，电量要通过电力系统向用户传送及销售。

　　2.并网的条件

　　水泥余热利用发电系统的汽轮发电机一般选用的是同步发电机，同步发电机要投入电网并联运行(并网运行)。必须满足几个条件：①发电机的电压应与电网电压大小相等、相位相同；②发电机的频率应和电网频率相同；③发电机的相序应和电网相序一致。但前两个条件是允许稍有出入的，第三个条件必须绝对满足，因为发电机并网时，客观上同相之间的电压差和相位差是不可避免的，发电机没并网前自己是一个电网系统，外部常规配电网算一个，两个电网并列运行前需要投同期，同期考虑三个问题，电压差，相位差，频率差，理论上三者差为0，即为最佳同期点，实际上这是几乎不存在的，所以只需要电压差、相位差和频率差在一个允许的范围内即可发并网信号，使发电机组安全可靠并网。差越小，冲击电流越小，需要系统无功功率也最小，对外部常规配电网的影响亦越小。

　　3.并网的方法

　　并网的一系列操作步骤称为同步，俗称并车。实际的同步方法有两种，一种称为准同步法(准同期)，另一种称为自同步法。目前水泥余热利用发电系统的汽轮发电机并网的方法均采用准同步法，所谓准同步法是指同步汽轮发电机与外部电网并网时，调节其电压、频率及相位角，使待并网发电机的电状态尽可能与对方(外部电网)一致，即完全合乎上述并联运行投入的条件。这样的同步过程，亦称为理想同步。一般采用技术先进、安全可靠、精度高的现代同步指示装置和自动化并联装置，水泥工业配套余热发电系统在这方面设计的已经非常先进可靠与完美了。

　　4.并网电压

　　我国的水泥工厂其总进线电压一般有10kV、35kV和110kV，也就是说其配套余热利用发电系统的发电机组一般都是与110kV电压等级以下的外部常规配电系统并网，我们知道，根据并网发电机组容量的不同，要选择不同的并网电压，设发电机组容量为S，电压为U，电流为I，则三者满足S=UI，I=S/U，可见在发电机组容量一定的情况下，为了尽量降低电流，就要相应提高发电机组的电压，因此，选择适当的并网电压也是为了将在PCC点的注入电流控制在合适的范围之内，同时降低线路损耗。根据我国各个地方的电网特点及水泥工厂内部配电电压等级，为了使机组运行在一个安全合理的电压水平上，水泥工业配套余热利用发电系统的发电机组并网电压一般在6.3kV和10.5kV居多。

　　5.接入容量

　　根据国外分布式发电装置(DistributedGeneration简称DG)的运行经验，常规DG发电机组并网后，会引起系统内潮流的变化，为了使这种变化处于可控的范围内，一般要对DG发电机组的容量进行合理限制。另外，由于DG机组的启、停机不受电力系统调度部门的控制，所以如果单台机组容量过大，启、停机时就会对周围的用户用电造成较大的影响。例如感应发电机需要从电力系统中获得无功支持才能正常运行，当它启动时会造成电压突然下降，而它运行时吸收大量无功，使得线路上的无功电流和无功损耗都会增加。在美国德州的DG并网规定中为了减小机组启、停机时的冲击和保证其他用户的安全用电，限制DG机组的总容量不能超过最大负荷的25%。而在水泥行业，一般地处城市偏远地区，其配套余热利用发电系统的发电机组又都布置在水泥工厂内部，发电机组容量占水泥工厂全厂总变压器容量的比例一般也不超过25%，说明其对外部电网的影响是很小的，理论上和实践上也都充分证明了这一点，因此借鉴国外经验，我们认为余热发电机组的启、停机不受电力系统调度部门的控制也是可以的。