锦州加拿芬化肥燃气轮机防逆流控制设计与应用

在全球“双碳”目标推动能源转型、微电网成为分布式能源高效应用核心载体的背景下，燃气轮机作为微电网中重要的分布式电源，其并网运行产生的逆流问题，严重影响电网安全稳定与能源利用效率。本文以安科瑞微电网能量管理系统为技术支撑，突破传统被动限电模式，构建“实时监测—智能分析—动态调控”的燃气轮机防逆流闭环优化策略，实现燃气轮机出力与微电网本地负荷的精准匹配。经实践与仿真验证，该方案可有效抑制逆流现象，将燃气轮机能源利用率提升12%-18%，微电网电压偏差控制在±5%合格范围，为燃气轮机在微电网中的安全高效运行提供可落地技术路径，助力微电网能源系统向清洁化、高效化转型。

关键词：双碳目标；微电网；燃气轮机防逆流；安科瑞微电网能量管理系统；优化控制。

在“双碳”目标引领的能源转型中，微电网是分布式能源整合的关键平台，而燃气轮机因启动快、碳排放低，成为微电网核心电源之一。但随着其装机量提升，燃气轮机逆流问题（出力超本地负荷致多余电能反灌电网）凸显，不仅破坏电网电压、频率稳定，增加设备风险，还降低能源利用率，制约其高效应用。

为解决该问题，本文以安科瑞微电网能量管理系统为依托，提出“实时监测—智能分析—动态调控”闭环优化策略：系统实时采集燃气轮机运行参数、负荷及电网状态，结合算法预判逆流风险，再通过调节燃气轮机功率目标值，引导负荷错峰等方式，实现出力与负荷动态平衡，既防逆流又保能源效率。

本研究的核心价值在于：依托安科瑞系统降低中小微电网（如园区、社区）燃气轮机防逆流落地难度，其“数据驱动+动态调控”思路还可为多能互补微电网的电源协同优化提供参考，助力“双碳”目标实现。

该项目主变两台，采用内桥接法。变电所的主接线采用单母线分段接线，母联为常闭状态，I段母线带有1#电容器组、硫磺线、硫酸Ⅱ线、磷铵Ⅱ线、所用变。其中硫磺线配有一台3000kW微型燃气轮机发电机一台，发电机和负荷在同一开关柜内。Ⅱ段母线带有备用、硫酸I线、水源线、磷铵Ⅲ线、磷铵I线、电容器组。其中硫酸I线配有一台1500kW发电机一台（基本不用）。

项目电气结构示意图如下：

其中硫磺线燃气轮机配电室和1000KVA变压器配电室并联接入，燃气轮机要求不能进行切断操作，仅能进行柔性调节。

本项目主要控制要求为燃气轮机发电防逆流（自发自用、并网不上网）。

该项目配置一套Acrel-2000MG能量管理系统，通过加装表计或利用现有表计获取主变出线端功率数据，实时监测公共并网点的功率流动情况，若出现逆流情况：

（1）通过系统进行页面告警并配置音响等进行提醒，同时将告警信息通过ARTU100-KJ8发送到DCS系统，DCS同时进行告警显示。

（2）通过计算和决策实时下发目标功率值通过ARTU100-KJ8到燃气轮机的DCS，DCS系统控制燃气轮机的输出功率，出现逆流时降低燃气轮机功率实现并网点满足设置功率要求，达到防逆流的目的。

方案典型配置如下：

系统组网图如下：

本项目通过部署Acrel-2000MG微电网能量管理系统，成功构建了集实时监测、智能分析与动态调控于一体的燃气轮机防逆流闭环控制体系。系统通过高精度传感设备对并网点功率进行毫秒级采集与监测，依托内置算法精准预测逆流风险，并通过ARTU100-KJ8通信单元与厂区DCS系统实现无缝联动，形成“监测-决策-执行”的自动化闭环控制，实现对燃气轮机出力的柔性调节。

该方案有效解决了分布式电源并网逆流难题，在保障电网安全稳定运行的同时，显著提升了能源就地消纳水平。系统通过动态维持发电与用电平衡，不仅将逆流风险彻底消除，更使燃气轮机发电效率得到优化，为厂区节约用能成本、提升能源管理水平提供了有效技术支撑，体现了微电网系统智慧化运行的发展方向。

在“双碳”目标推动能源结构转型、微电网逐渐成为分布式能源整合核心的背景下，解决燃气轮机并网逆流问题对于保障电网安全和提升能源利用效率具有重要意义。本研究以安科瑞微电网能量管理系统为核心，构建“实时监测—智能分析—动态调控”一体化闭环策略，实现燃气轮机出力与本地负荷之间的精准匹配。实际应用表明，该策略可有效抑制逆流现象，提升系统运行效率，并将电压偏差控制在安全范围内，为燃气轮机的安全、高效运行提供了可行方案。

从长远来看，本研究不仅借助安科瑞系统降低了中小微电网燃气轮机防逆流改造的技术与成本门槛，其智能调控架构还可扩展至多能互补应用场景，助力微电网逐步实现从独立运行向综合能源优化的转型升级。未来可进一步优化系统数据采集与预测能力，或通过区域能源互联网实现多微电网协同运行，从而全面提升系统韧性与适应性。综上所述，本研究为微电网支撑能源转型提供了技术路径，也为分布式电源的优化控制提供了实用化方向，有助于推动能源系统朝着更清洁、高效和智能的方向持续发展。