摘要：针对目前国内日渐兴起的光热项目.如何正确选择柴油发电机组容量，将直接影响项目前期设备选型和造价，并进一步影响运行阶段电厂能否安全启停.本文依据相关国内规范，并与国外某设计院的计算方法进行了比较，为在光热项目中柴油机容量选择计算提供了更多比较。
关键词：柴油发电机组 安全停机 负荷清单 计算方法
1引言
进入21世纪以来，能源和环境问题日益突出。预计未来20年，稳定、经济的太阳能光热发电技术将日趋成熟。随着国内发电设计行业逐步走向国际市场，光热电站项目的发展将不可小觑。针对目前国内外项目的要求，其光热电站由于运行方式不同于传统发电厂运行模式，机组启停比较频繁，所以，光热电站项目中设置保安柴油发电机机组必不可少。如何正确选择柴油发电机组的容量，在容量选择过程中，计算方法将直接决定最终的容量选择。本文将根据国内规程规定的计算方法，并进一步与国外设计院的方法进行比较，最终得出更接近实际的柴油机容量值。
2论文正文
为了适当降低柴油发电机组的容量，减少设备投资，在设计中就需要对柴油发电机的容量做出一个正确合理的选择，用以保证启动/停机设备的在应急模式下的安全运行。
《火力发电厂厂用电设计技术规定》DL/T5153-2014附录D对柴油机容量选择计算做出了规定。同时，根据工程实践，国外设计院也给出了相应计算方法。本文通过对两种不同的计算方法进行分析研究，给出推荐意见。
首先给出国外某光热项目的安全停机负荷清单如下：
2.1 两种柴油发电机组容量计算方法介绍
2.1.1 《火力发电厂厂用电设计技术规定》中的计算方法
柴油发电机组的负荷计算方法采用换算系数法。负荷的计算原则与厂用变压器的负荷计算相同，但应考虑保安负荷的投运规律。对于在时间上能错开运行的保安负荷不应全部计算，可以分阶段统计同时运行的保安负荷，取其大者作为计算功率。
柴油发电机的容量选择应满足以下要求：
a. 柴油发电机组的连续输出容量应大于最大计算负荷，即Se≥nSc
式中：
Se---------发电机的额定容量（kVA）；
n--------每个单元机组配置1台柴油发电机组时，n=1，两个单元机组配置1台柴油发电机组时n=2，由技术经济比较确定。
Se≥Sc=4131.02（kVA）
b. 发电机带负荷启动一台最大容量的电动机时短时，过负荷能力应满足如下要求：
Se≥[nSc+(1.25Kq-K) Pdm]/Kol
式中：
Pdm--------最大电动机的额定功率（kW）；
Kq--------最大电动机的启动电流倍数；
Kol------柴油发电机短时过负荷系数。一般情况下，发电机在热状态下，能承受150%Se，时间为15S。
为便于比较计算结果，在这里，我们首先假设柴油发电机组的数量是1台，使用环境都为标准使用条件。
将Sc=K∑P代入上式中可得
Se≥[1.25KqPdm+K(∑P-Pdm)]/1.5
Se≥（1.25 KqPdm+S1）/1.5。
c. 柴油发电机组启动电压的校验。
最大电动机启动时，为保证保安母线段上的运行电动机少受影响，以保持不低于额定电压的75%为宜(或按业主要求）。由于发电机空载启动电动机所引起的母线电压降低比有载启动更为严重，因此取发电机空载启动作为校验工况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其母线压降按下式计算：
Um=Se/(Se+1.25KqPdmX'd) ≥75%；
式中，X'd-------发电机的暂态电抗（标幺值）。
则（Se+1.25KqPdmX'd）/Se≤1.33
1.25 KqPdmX'd/ Se≤0.33
Se≥Sc=K∑P，所以当1.25 KqPdmX'd/ (K∑P)≤0.33时，必有1.25 KqPdmX'd/ Se≤0.33。
同时根据Se≥（6.7 +0.8Q）Pdm /1.5，则只需要求1.25 KqPdmX'd/[（6.7 +0.8Q）Pdm /1.5] ≤0.33即可。
变化为：1.875 KqX'd/（6.7 +0.8Q）≤0.33
X'd/（6.7 +0.8Q）≤0.0296
X'd≤0.198+0.02368Q
0.198+0.02368Q≥0.22168≥X'd(Q≥1)
这里，Q=8.606，0.198+0.02368Q=0.4017≥X'd=0.312，启动电压满足要求。
d. 柴油发电机组1小时的输出功率应大于计算负荷的有功功率，即
Px≥aPc/（1.1ηG）
式中Px为柴油发电机组的输出功率（kW）；Pc为计算负荷的有功功率（kW），Pc=Sccosφ；a为柴油发电机组的功率配合系数，取1.10~1.15；ηG为柴油发电机组的效率，本次计算取值0.9；cosφ为计算负荷的功率因数，取0.86。则Px≥a Sccosφ/（1.1ηG）=a K∑Pcosφ/（1.1ηG）=1.15x0.8x∑Px0.86/(1.1x0.9)=0.8∑P.故
Px≥0.8∑P，Px=0.8Se≥0.8∑P，柴油发电机组的功率因数取0.8，则Se≥∑P。
这里，Px=5060kW，0.8∑P=0.8*5163.78=4131.024kW，满足要求。
e. 柴油机的首次加载能力校验；制造厂保证的柴油发电机首次加载能力不低于额定功率的50%。为此，要求柴油机的实际输出功率不小于2倍初始投入的启动有功功率。
1）柴油发电机组的容量应该满足大于需要同时供电的负荷的额定功率之和，柴油发电机组的有功功率输出应该大于需要同时供电的负荷的额定功率之和的0.8倍（机组功率因数按0.8考虑）.
2）热状态下，柴油发电机组若启动一台电动机，其容量应该满足大于该启动电动机额定功率的5倍。柴油发电机组如果启动多台电动机，其容量应该满足与最大一台启动电动机所占需要启动的所有电动机额定功率之和的比例成正比。
3）柴油发电机组的额定容量应该满足大于6.25倍的需要首次加载的额定功率之和，已保证能够实现应急保安作用。
2.1.2 结论
由国内外两种不同算法可以看出，国内算法最终结果明显偏大于国外计算方法，且很多计算过程数值不是根据每个负荷的实际情况来考虑，例如，计算负荷的功率因数，均取0.86，该值太过于笼统，以至于最终计算结果有偏差。所以，为了更切合实际的计算柴油机的容量，采用国外的计算方法更精确，从一定程度上减少了设备容量，也降低了工程造价。
参考文献
［1］《火力发电厂厂用电设计技术规程》
［2］《电力工程电气设计手册-电气一次部分》
［3］《电力工程电气设计手册-电气一次部分》
作者简介：姓名：孙彦果 工作单位：山东电力建设第三工程有限公司 职务：设总助理；姓名：何晓庆 工作单位：山东电力建设第三工程有限公司 职务：电气工程师；姓名：王磊 工作单位：山东电力建设第三工程有限公司 职务：电气工程师；姓名：韦志顺 工作单位：山东电力建设第三工程有限公司 职务：电气工程师；姓名：孙耀武 工作单位：山东电力建设第三工程有限公司 职务：电气工程师。
论文作者:孙彦果,何晓庆,王磊,韦志顺,孙耀武
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/18
标签：负荷论文; 柴油发电机组论文; 容量论文; 发电机论文; 光热论文; 功率论文; 电动机论文; 《电力设备》2018年第19期论文;