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解决方案
The Solution
科梁信息为包括“源、网、荷、储”在内的能源价值链各环节用户提供集成化、定制化、场景化的综合性解决方案。
基于DIgSILENT PowerFactory的石化系统
石化行业概述

石化行业,即石油化学工业,是我国国民经济的重要支柱产业之一。该行业主要以石油和天然气为原料,通过化学加工和物理加工的方法,生产出各种石油产品和化工产品。在国民经济中占有重要地位,对促进经济发展和满足人民生活需求具有重要作用。

供配电系统特点

石化企业的供配电系统特点:

  • 高可靠性要求

    石化企业生产过程中对电力供应的连续性和稳定性要求极高。一旦电力供应中断,可能会造成生产线的停工,甚至引发安全事故。因此,石化企业的供配电系统通常采用双回路或多重备份的供电方式。

  • 一级负荷供电

    根据<<石油化工企业设计防火规范>>等标准,石化企业的关键生产设备通常需要满足一级负荷供电要求,即供电可靠性要求最高,需要有两路及以上独立电源供电。

  • 严格的电气安全规定

    由于石化企业存在易燃易爆的风险,其供配电系统必须遵守严格的电气安全规定,包括但不限于防雷、防静电、防爆等。

  • 自动化程度高

    石化企业的供配电系统普遍采用自动化控制,通过计算机监控系统对电力系统进行实时监控和管理,确保电力系统的安全稳定运行。

  • 应急供电能力

    石化企业通常会配备应急供电系统,如柴油发电机,以应对突发电力中断的情况。

  • 电能质量要求高

    石化企业的生产设备对电能质量有较高要求,需要减少电压波动、谐波干扰等,以保证设备的正常运行。

  • 节能环保

    随着能源紧张和环保要求的提高,石化企业在供配电系统设计和运行中越来越注重节能和环保。

  • 智能化管理

    利用现代信息技术,石化企业的供配电系统逐渐实现智能化管理,如采用智能电网、状态检修决策系统等,提高电力系统的管理效率和安全性。

  • 复杂的供配电网络

    石化企业的供配电网络通常较为复杂,包括高压、中压和低压等多个电压等级,以及众多的配电线路和设备。


主要功能
  • 稳定性分析

    PowerFactory能够实现机电暂态和电磁暂态的仿真计算,能够模拟电力系统几乎所有类型的故障。

  • 潮流分析

    提供多种潮流计算方法,包括牛顿-拉夫逊算法、牛顿-拉夫逊电流迭代法和线性方程法等。

  • 短路分析

    支持单个和多个故障的短路计算,符合多种国际标准。

  • 动态仿真

    使用DlgSILENTSimulation Language(DSL)语言,用户可以自定义各种静态/动态的多输入/多输出模型,如电压控制器、PSS等。

  • 配电分析

    新增的配电分析工具结合了先进的网络分析和优化技术与经济评估。

  • 数据管理

    提供独特的数据库管理概念,支持主项目和派生项目,确保模型更新和同步。

  • 算法稳定性

    DIgSILENT PowerFactory的算法表现出优异的稳定性和收敛性,能够处理各种复杂的电力系统模型。

  • 可视化功能

    提供改进的可视化功能,方便用户进行模型搭建和结果分析。

  • 自动化与集成

  • 支持脚本和接口的灵活性,适合高度自动化和集成解决方案。

软件界面
  • 系统建模

石化企业的供配电系统通常采用双回路或多重备份的供电方式。因此,石化企业的配电系统是一个较为复杂的系统,且电压等级也较多,高至220kV,低至0.208kV,电压等级跨度大。故可以利用DlgSILENT PowerFactory软件建立石化企业电力系统的详细模型,清晰表达整个电力系统架构,为后续高质量的系统分析提供基础。


  • 电力系统分析

电缆验证

PowerFactory可以基于已搭建完成的详细模型,对系统电缆进行分析,该功能允许用户基于当前工况对已有电缆进行分析,并可以自定义约束条件(如负荷率、压降等)对已有电缆进行验证,评估当前电缆能否正常稳定运行;

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电缆验证结果



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短路计算结果展示方式之一


  • 稳定性分析

分析系统在遭受故障或扰动时的稳定性,包含新能源系统接入系统,对整体系统的影响。DlgSILENTPowerFactory可以基于现有模型对整体系统进行暂态稳定分析。

模拟系统某处发生故障后系统的响应,并可以依据计算结果提前做出解决方案;模拟故障极限切除时间,为设备选型(断路器开断时间),继保动作时间提供重要的参考依据模拟计算操作过电流,如电容器接入时,断路器闭合瞬间的过电压仿真分析。

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电容器操作过电压仿真分析


  • 谐波分析

PowerFactory可以针对系统中的电力电子设备和非线性负载进行频域分析计算,分析由于大量的电力电子设备和非线性负载接入系统后,整体的电能质量问题,并支持对系统加入滤波器分析,及基于标准对分析结果进行图形化分析。

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滤波前后结果对比及基于标准的谐波频谱对比


  • 保护配合分析

支持使用不同厂家的设备进行完整的保护配合分析,讲数据图形化展示。且可以在图形中展示设备特性曲线及损坏曲线等。同时也支持模拟系统故障,对故障进行追踪,查看系统的响应状态。此外Power Factory支持通过DSL模型搭建保护模型,自定义保护的各种功能,如低电压保护、过电压保护、频率保护等功能。

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TCC曲线展示各级设备间的关系


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故障追踪结果表格展示


  • 弧闪分析

弧闪分析是对电气系统在发生电弧故障寸可能产生的电弧能量、热效应和机械效应进行计算和分析的过程。目的在于确定电气系统在发生电弧时可能造成的伤害和才产损失、计算人员在不带电情况下安全接近带电设备的最小距离、确定在特定条件装备、为电气系统的设计提供依据,以降低下工作人员需要佩戴何种级别的个人防扒电弧故障的风险。PowerFactory集成了短路和保护配合模块。基于IEEEStd1584-2018、NFPA70E、DGUV203-077及EPRI标准对系统进行准确的弧闪分析,为运行及设计提供数据依据

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弧闪结果表格展示

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