余熱發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行的技術特點、政策落實及存在問題

山東省冶金設計院股份有限公司 山東 271104

摘要：目前我國在余熱發(fā)電項目上還在不斷完善，主要是由于余熱發(fā)電存在一定的弱點，首先是發(fā)電量在一定程度上受到限制，其次在成本上也不同程度受到約束。關于余熱發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行的技術特點及相關政策問題的探討，目前還在處在摸索的過程中。國家在余熱發(fā)電方面有著一定的政策，主要是對余熱發(fā)電的發(fā)電量以及煙氣排放上進行控制。一般余熱發(fā)電的機組較小，導致發(fā)電量不能維持電網(wǎng)的需要，在并網(wǎng)技術上還有一定的缺陷，所以一般只是并網(wǎng)但不上網(wǎng)。本文主要針對余熱發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的技術特點以及相關政策進行分析，并找出存在的問題，提出相應的解決方案。

關鍵詞：余熱發(fā)電；并網(wǎng)運行；技術特點

前言：余熱發(fā)電一般都是工業(yè)的剩余熱力通過熱力循環(huán)來完成發(fā)電，在熱力循環(huán)的方式上一般分為三種模式：一是雙壓系統(tǒng)；二是單壓系統(tǒng)；三是閃蒸系統(tǒng)。在了解熱力循環(huán)的同時，還要對余熱發(fā)電的總體發(fā)電系統(tǒng)有所了解，其設備主要組成部分為：一是水處理設備；二是加熱設備；三是運行設備；四是發(fā)電機。通常企業(yè)都會選擇一套與自身相匹配的余熱發(fā)電方案，主要是根據(jù)企業(yè)的實際情況進行選擇，雖然發(fā)電但是一般都是采用“并網(wǎng)不上網(wǎng)”的方式。

并網(wǎng)與上網(wǎng)的不同

并網(wǎng)

并網(wǎng)主要是指發(fā)電機在正常情況下運行，保持一定的運轉狀態(tài)，并且與外部電網(wǎng)的主路保持電氣連接。電氣連接的形式一般都是電纜直接連接，并網(wǎng)運行根據(jù)電功率交換分為兩種狀態(tài)，既正常并網(wǎng)狀態(tài)和并網(wǎng)不上網(wǎng)狀態(tài)。在余熱發(fā)電方面一般都是將剩余電力通過并網(wǎng)的方式為企業(yè)本身提供電力保障，而不是將剩余電力向電網(wǎng)輸送出售給用戶。

上網(wǎng)

上網(wǎng)是指一般的發(fā)電企業(yè)通過電網(wǎng)公共點連接將發(fā)出來的電通過電網(wǎng)賣給用戶，用來獲取利潤。上網(wǎng)是屬于一種市場行為，是將“電”作為一種商品，提供給使用者，在經(jīng)濟學上講，存在一種買賣關系。而在余熱發(fā)電項目上一般都不具備向用戶輸送電力的能力。

一般情況下的并網(wǎng)條件

余熱發(fā)電并網(wǎng)的基本要求

許多工業(yè)性質的企業(yè)都具備余熱發(fā)電的能力，國家關于企業(yè)采用余熱發(fā)電技術方面是支持的，主要原因是工業(yè)余熱具有很高的熱量，而工業(yè)本身的用電量較大，在用電高峰期時給電網(wǎng)造成了很大的壓力，通過對企業(yè)自給自足的形式就緩解了這一問題，既降低了企業(yè)成本，又能對資源進行再利用，工業(yè)廢熱在一定程度上會對環(huán)境造成污染，通過脫硫設備進行脫硫就減少了煙氣的排放量，也相對降低了污染[1]。在余熱發(fā)電系統(tǒng)中一般是用于汽輪機轉速一致的同步發(fā)電機，然而同步發(fā)電機并網(wǎng)時必須滿足幾個條件：發(fā)電機電壓等級與電網(wǎng)保持一致；二是頻率相同；三是發(fā)電機的相序與電網(wǎng)的相序相同。設立以上三點條件主要是為了保證并網(wǎng)時電網(wǎng)的安全，一般在并網(wǎng)時會出現(xiàn)電壓差、相位差及頻率差存在差異的情況，只有找到相對的平衡點才是并網(wǎng)的最佳時機。

并網(wǎng)的主要方法

并網(wǎng)的主要方法一般為準同步法和自同步法。目前在余熱發(fā)電企業(yè)的發(fā)電機均采用準同步的方法，準同步就是要在準確的時機進行并網(wǎng)，通過調節(jié)電壓、頻率及相位角，保持與電網(wǎng)一致的狀態(tài)，并滿足余熱發(fā)電的三個條件，就相對形成了一個理想的準同步狀態(tài)[2]。

國家在余熱發(fā)電方面的相關政策

根據(jù)國家能源法的相關規(guī)定及條款，余熱發(fā)電必須要有針對性的進行技術改進，在煙氣排放及節(jié)約能源上應按照國家的具體規(guī)定執(zhí)行。例如：第十六條、第二十九條和第三十條之規(guī)定：國家對落后的耗能過高的用能產(chǎn)品、設備和生產(chǎn)工藝實行淘汰制度。淘汰的用能產(chǎn)品、設備、生產(chǎn)工藝的目錄和實施辦法，由國務院管理節(jié)能工作的部門會同國務院有關部門制定并公布。生產(chǎn)過程中耗能高的產(chǎn)品的生產(chǎn)單位，應當執(zhí)行單位產(chǎn)品能耗限額標準。對超過單位產(chǎn)品能耗限額標準用能的生產(chǎn)單位，由管理節(jié)能工作的部門按照國務院規(guī)定的權限責令限期治理。國務院和省、自治區(qū)、直轄市人民政府推進能源資源優(yōu)化開發(fā)利用和合理配置，推進有利于節(jié)能的行業(yè)結構調整，優(yōu)化用能結構和企業(yè)布局。國務院管理節(jié)能工作的部門會同國務院有關部門制定電力、鋼鐵、有色金屬、建材、石油加工、化工、煤炭等主要耗能行業(yè)的節(jié)能技術政策，推動企業(yè)節(jié)能技術改造。在這兩條政策規(guī)定上可以看出，國家對余熱發(fā)電在政策上的支持，同時相對提出的技能技術及行業(yè)結構調整也是一種硬性要求。只有企業(yè)在響應政策的前提下才能保證長期穩(wěn)定的發(fā)展；根據(jù)第三十二條和五十三條之規(guī)定：電網(wǎng)企業(yè)應當按照國務院有關部門制定的節(jié)能發(fā)電調度管理的規(guī)定，安排清潔、高效和符合規(guī)定的熱電聯(lián)產(chǎn)、利用余熱余壓發(fā)電的機組以及其他符合資源綜合利用規(guī)定的發(fā)電機組與電網(wǎng)并網(wǎng)運行，上網(wǎng)電價執(zhí)行國家有關規(guī)定。重點用能單位應當每年向管理節(jié)能工作的部門報送上年度的能源利用狀況報告。能源利用狀況包括能源消費情況、能源利用效率、節(jié)能目標完成情況和節(jié)能效益分析、節(jié)能措施等內容。在一定意義上說明國家在相關政策方面對余熱發(fā)電企業(yè)的要求是必須達到環(huán)保標準，減少煙氣的排放，在技術上要采取措施，保證空氣質量。同時要盡量節(jié)約能源，做好能源分配工作，保證在環(huán)保標準上達到國家要求，不斷開拓創(chuàng)新。如果余熱發(fā)電企業(yè)不安照節(jié)能法的規(guī)定執(zhí)行，在并網(wǎng)的同時向用戶供電，一旦被監(jiān)督部門發(fā)現(xiàn)就要對其進行停業(yè)整改，并依法承擔一定的法律責任。

實際政策落實上存在的問題

在許多余熱發(fā)電企業(yè)，主要的生產(chǎn)方向不是電力。例如：某些鋼廠，其主要生產(chǎn)的是鋼材，由于設備的耗電量較大，而且本身鋼廠具備一定的熱源，所以采用余熱發(fā)電能夠幫助企業(yè)減少成本，也在一定程度上節(jié)約了資源；水泥制造業(yè)也是同樣的原理，因為其生產(chǎn)經(jīng)營的需要，所以采取了余熱發(fā)電自給自足的模式[3]。從更本原因來講，由于企業(yè)要長期穩(wěn)定發(fā)展，電力是保障生產(chǎn)的前提，沒有足夠的電力供應就很難實現(xiàn)企業(yè)的生產(chǎn)價值。某些地區(qū)根據(jù)電價的不同在工業(yè)用電上大肆加價，導致市場的惡性競爭。企業(yè)為了降低成本，在設備改造上得過且過，就使得環(huán)境在不同程度上受到污染，由于監(jiān)管力度不嚴，加上執(zhí)法困難，就放任了一些企業(yè)不負責任的行為。根據(jù)政策條款規(guī)定，余熱發(fā)電機組的啟、停機還要受到電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)調度部門的嚴格控制。所以某些地區(qū)余熱發(fā)電項目的并網(wǎng)工作十分困難，相關手續(xù)得不到審批，而且周期較長，不利于企業(yè)的發(fā)展。由于國家在政策上具有絕對的控制權，在某些層面就與企業(yè)產(chǎn)生了沖突。

結論：目前許多企業(yè)在發(fā)展的過程中都相應遇到余熱發(fā)電并網(wǎng)困難的現(xiàn)象，主要是由于自身條件不足，加之政策上的限制。余熱發(fā)電系統(tǒng)也是國家節(jié)能減排的主要技術措施之一，具有較強的代表性，能夠充分利用剩余能源進行再生產(chǎn)，保障了資源的合理利用。余熱發(fā)電必定會成為今后大型企業(yè)的主要電力來源，通過不斷的自給自足，減輕成本壓力。在余熱發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的問題上也會逐步得到解決，政策上的束縛也會不斷的放寬，只有技術上與政策上相互配合才能確保企業(yè)的正常發(fā)展。在不影響外部電網(wǎng)的情況下，余熱發(fā)電的并網(wǎng)相對比較容得到審批。因此，我國應該盡快形成關于余熱發(fā)電并網(wǎng)的相關政策，盡快解決現(xiàn)階段余熱發(fā)電并網(wǎng)的不合理現(xiàn)象，均衡市場競爭力，保證各大企業(yè)的良好發(fā)展前景。從而促進我國的節(jié)能減排項目向著更好的方向發(fā)展。

參考文獻：

[1]李碧君，方勇杰，楊衛(wèi)東，徐泰山.光伏發(fā)電并網(wǎng)大電網(wǎng)面臨的問題與對策[J].電網(wǎng)與清潔能源，2010，（04）：52-59.

[2]于光民，楊名計.水泥窯余熱發(fā)電運行問題分析[J].21世紀建筑材料，2010，（05）：25-30.

[3]王成山，李鵬.分布式發(fā)電系統(tǒng)仿真理論與方法[J].電力科學與技術學報，2008，（01）：8-12.