Load shedding and island operation of pulp and paper mills
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2005
Department
Major/Subject
Sähköverkot ja suurjännitetekniikka
Mcode
S-18
Degree programme
Language
en
Pages
73
Series
Abstract
Diplomityössä tarkastellaan saarekekäyttöä ja kuormanpudotusta sellu- ja paperitehtailla. Teollisuuslaitoksen saarekekäytöllä tarkoitetaan käyttöä irti ulkoisesta verkkoyhteydestä. Nykyaikaisilla teollisuuslaitoksilla häiriötön sähkön laatu ja syöttö ovat perusedellytyksiä jatkuvalle prosessille. Yksittäisen teollisuuslaitoksen kannattaa normaalissa tilanteessa olla liittyneenä ulkoiseen verkkoon. Tällöin taajuus pysyy stabiilina ja sähkönsaanti on turvattu. Mikäli teollisuuslaitoksella on riittävästi omaa sähköntuotantoa, ulkoisen verkon häiriötilanteessa teollisuuslaitoksen kannattaa kytkeytyä irti ulkoisesta verkkoyhteydestä heti häiriön tapahtuessa. Työssä esitetään irtikytkeytymiselle kriteerit, joiden täyttyessä teollisuuslaitoksen tulee välittömästi kytkeytyä saarekekäyttöön prosessien suojaamiseksi. Kriteereinä käytetään jännitteen, virran ja taajuuden arvoja. Jos teollisuuslaitos ostaa osan kuluttamastaan sähköstä ulkopuolisesta verkosta, saarekekäyttöön siirryttäessä teollisuusverkossa on tehovajaus. Tarvittavan tehotasapainon saavuttamiseksi, teollisuuslaitoksen tulee pudottaa kuormituksia saarekekäyttöön siirryttäessä. Työssä esitellään reaaliaikainen kuormanpudotusjärjestelmä, jonka perustana on käytönvalvontajärjestelmä SCADA. SCADA-järjestelmä laskee reaaliaikaisesti teollisuuslaitoksen ostetun sähkön määrän ja sen perusteella se laskee etukäteen tarvitun pudotettavan kuormituksen määrän. Kun saarekekäyttö ja kuormanpudotussignaali tulevat suojareleistykseltä, kuormien irtikytkeminen pystytään tekemään välittömästi oikean suuruisena. Pudotettavan kuormituksen laskeminen etukäteen säästää aikaa ja antaa paremmat edellytykset teollisuuslaitoksen käyntiin jäämiselle ulkoisen häiriön sattuessa. Työssä esitetään mahdollisia irtikytkettäviä kuormituksia ja niiden priorisoimista. Sähkökuormitusten irtikytkeminen tulee aloittaa kuormista, jotka vaikuttavat vähiten tuotantoprosessiin. Mikäli teollisuuslaitos tuottaa enemmän sähköä kuin se kuluttaa, kuten yleensä moderni sellutehdas, kuormitusten pudottaminen saarekekäyttöön siirryttäessä ei ole tarpeellista. Sähkökuormitusten irtikytkeminen verkosta vaikuttaa myös höyrytasapainoon. Tämä tulee ottaa huomioon saarekekäyttöön siirryttäessä. Höyryjärjestelmässä esiintyy muutoksia myös ratakatkojen ja koneen käynnistymisten aikana. Höyrytasapainoa on mahdollista ylläpitää lämpövarastoilla ja säädettävillä kulutuskohteilla, jotka on esitelty työssä. Työssä esitellään lisäksi miten saarekekäyttö- ja kuormanpudotusjärjestelmä on suunniteltu Portucel Soporcel Groupin Soporcelin sellu- ja paperitehtaalle Portugaliin. Myös tehtaan höyryjärjestelmä on optimoitu.Description
Supervisor
Lehtonen, MattiThesis advisor
Saari, OlliKeywords
island operation, saarekekäyttö, load shedding, kuorman pudotus, steam load balancing, kuormitusten irtikytkeminen, höyrykuorman tasaus