基于热经济学结构理论的300MW机组能损分析

以300 MW凝汽式机组为热经济学研究对象,使用热经济学结构理论,建立了系统的热经济学成本模型,通过计算各个组元的热经济学成本,获得了各项经济指标及热力过程的成本形成.定量分析了设计工况下设备(火用)成本的分布规律,指出了在系统节能分析中应重点考虑的单元.同时定性地分析了导致热力系统性能降低和成本增加的主要原因及比(火用)损与比不可逆成本对产品能量成本的影响.结果表明:相对于基于热力学第二定律的经济性分析,采用热经济学结构理论能更准确地判断设备的节能潜力,为电厂的经济性运行和优化改造提供了1套有效的新方法.     

300MW凝汽机组的热经济学成本诊断

为进行复杂能量系统热经济性的诊断和评估，建立了能量系统的物理结构图和生产结构图，依据系统划分后的基本组元和虚拟的汇流组元及分支组元，形成各组元相应的单位热经济学成本特性方程组，进而取得评价和诊断能量系统热经济性优劣的相应热经济学成本，并以300MW凝汽机组热力系统为例进行了21个实际组元的计算分析。结果表明，成本诊断方法是经济和技术因素全面综合处理的结果，可以达到全面地分析系统的热经济性，揭示节能潜力部位所在，为能量系统的规划、设计、诊断和改进提供了科学决策依据。     

基于热经济学结构理论的热力系统性能评价

传统热力学分析技术由于仅考虑系统的热力学评价而忽视了生产中的成本因素，因而无法更为全面的评价系统和设备的生产性能。该文以热经济学结构理论为基础，以湖南某电厂300MW燃煤机组为对象，使用基于燃料一产品定义的热经济学模型和[火用]成本模型量化了设备之间的生产交互过程，利用系统仿真深入分析了系统在设计工况以及变工况下，成本形成的热力学过程及其分布规律，并且定量研究了各种运行参数对设备[火用]成本的影响。结果表明热经济学结构理论弥补了传统热力学分析的不足，对电厂以及其他复杂能量转换系统的运行经济性分析和优化，提供了一套行之有效的方法。     

基于热经济学理论的630MW汽轮机热力性能分析

将基于热经济学结构理论的性能分析及前瞻性故障诊断方法应用于某630 MW电厂.建立了系统的热经济学生产模型,使用基于燃料--产品定义的热经济学模型和成本模型量化设备之间的生产关系,针对汽机在额定功率下的3VWO和4VWO两种不同运行方式,计算各个组元的单位成本,定量研究各种运行参数对组元的成本的影响.结果表明所提出的性能分析方法在一定程度上弥补了传统热力学分析的不足,为电厂及其他复杂能量转换系统运行的经济性分析和优化提供了一套行之有效的方法.     

基于热经济学结构理论的电站热力系统全局优化

以某燃煤电厂300MW燃煤机组为例，利用热经济学结构理论建立了系统的热经济学成本模型和全局优化模型，并以序列二次规划法(SQP)作为优化模型的求解算法，通过权衡系统的热力学效率以及系统各设备的投资成本，获得了系统的最优解，经过热经济学优化之后系统总投资成本降低了4个百分点。利用系统灵敏度的分析方法，研究了外部环境参数及系统自变量变化对系统最优解的影响。通过分析发现，外部经济性参数相比较于物理参数对系统目标函数和最优解的影响更大；由系统自变量在最优解附近的灵敏度分析可以看出，文中所获得的最优解能够确保系统具有全局最小的年度化总成本。     

太阳能辅助燃煤机组碳捕集系统性能研究及技术经济分析

以某电厂600 MW燃煤机组为研究对象,提出利用烟气余热及太阳能热作为燃烧后碳捕集的热源,以机组抽汽作为脱硝系统热源。建立成本模型和热经济学模型;研究产品单位成本、产品单位热经济学成本的构成及分布规律;分析燃料价格和设备投资成本对各组件产品热经济学成本的影响;对集成系统进行了技术经济分析。研究结果表明:影响单位成本的主要因素为燃料成本、组件效率和比不可逆成本;影响热经济学成本的主要因素为比不可逆成本和投资成本;不计及投资成本时,集成系统产品单位热经济学成本比原系统有所降低;影响太阳能集热场及低压省煤器热经济学成本的主要因素为投资成本、比负熵成本和比不可逆成本。参考电站发电成本随CO2排放税收价格的升高而升高,集成系统CO2排放税收升高对发电成本影响不大,CO2售价可弥补部分发电成本的提高。     

基于热经济学的空调系统建模

为降低空调系统的运行成本,提高其运行的经济性,提出了一种新的用于空调系统热经济性分析的评价模型。该模型是在热力学的(火用)分析和经济学等理论的基础上形成的,并以能量费用和非能量费用计算的单位热经济学成本作为分析评价的依据。通过2因素3位级9个工况的正交实验,得到用该模型计算的单位热经济学成本曲线,并同热经济学矩阵模式分析方法的计算结果进行了比较,结果表明该模型是合理的,可为空调系统的经济运行状态诊断提供决策依据。     

基于等效降品质系数的热经济学矩阵方法研究

将等效降与热经济学方法相结合,在等效降品质系数θe的基础上建立了等效降品质系数矩阵方程,由此得出反映热力系统各处能级高低的等效降品质系数θe,以便进行机组节能改造方案经济性比较。同时,对热力系统进行划分,并对热经济学补充方程进行改进,建立了补充矩阵方程。将该方法应用于某315MW机组的热经济学分析,与现有成本分析法比较表明,所提方法正确,成本计算简便,可为电厂热力系统热经济性分析提供参考。     

生活垃圾焚烧发电系统的热经济学评价

以太原市生活垃圾焚烧发电厂为例,运用热经济学结构理论,对电厂各组元的单位热经济学成本、成本差和火用经济系数等指标进行了计算分析。结果表明,发电系统中的用能薄弱环节主要在余热锅炉与垃圾焚烧炉,原因在于其火用损、垃圾处理成本高带来的燃料单价与非能量费用均偏高;用于垃圾焚烧发电系统的设备成套性较差,产生了给水泵、凝结水泵等设备非能量费用高的问题。     

压水堆核电机组火用成本分析的矩阵算法

为进行复杂能量系统的热经济学分析和评价,找出提高核电机组热经济性的新途径,基于火用经济学理论和矩阵算法,建立了压水堆核电机组热力系统火用成本分析通用模型。以某900 MW压水堆核电机组热力系统为例,进行了39股火用流的单位火用成本计算及分析,并对具体设备提出了明确的优化改进措施。结果表明:沿热力循环方向,各股火用流的单位火用成本先增加后减小;凝汽器输出火用流的单位火用成本最高,为7,1754,其次是凝结水泵和1号低压加热器,分别为5,249和4,1911。矩阵算法较常规火用成本分析法具有构造简单、矩阵元素填写法则简便、物理意义明确和规律性强等优点;利用矩阵算法的易编程性,便于开发出相应的计算及分析软件,进而为核电机组热力系统优化及故障诊断奠定理论基础。     

发电企业环境成本研究

在电力市场环境下，是否将环境成本纳入发电总成本中，将影响发电商在市场中的竞争力，同时也决定了电力系统能否真正实现资源的优化配置.基于环境经济学理论，针对不同地区的排污收费标准相对于环境污染损失的补偿度不同，提出一种新的燃煤发电环境成本估算方法，并通过电厂湿法烟气脱硫的算例验证了该算法的有效性，论证了在当前的排污收费制度下燃煤电厂安装环保设备能增加环境效益，即由电厂安装环保设备减少排污比由政府环保部门来治理环境和补偿外部经济损失具有更好的环境效益，从而有利于实现环境资源的可持续发展。     

多元电力系统中抽水蓄能的经济性问题研究

提出了从多元电力系统的角度对抽水蓄能进行经济性分析的方法。基于混合整数规划构建了含火电、CCGT、水电、风电、核电、抽水蓄能等各类电源的多元电力系统机组组合模型。采用该模型计算抽水蓄能单位容量的收益现值,并与单位容量的投资成本比较以分析其经济性。算例测试的结果证明了模型和方法的可行性。在此基础上,进一步研究了负荷侧的峰谷差率、电源侧的风电容量、水火电比例、核电容量和火电调节范围变化对抽水蓄能经济性的影响。算例结果显示,水火电比例、风电容量以及核电容量的变化对抽水蓄能的经济性的影响较大。     

基于图论的火电机组热经济性定量分析方法

在分析火电机组热力系统结构特点的基础上,将图论思想引入到热力系统节能分析中,规定了火电机组热力系统的划分原则及其基于图的表达方法,确定了火电机组热力系统的有向图带权邻接矩阵填写规则。根据能量守恒定律、质量守恒定律并结合有向图带权邻接矩阵,推导出火电机组热力系统的有向图带权邻接矩阵方程、燃料消耗率及燃料微分变动方程。基于图论的火电机组热力系统节能分析方法,以图的形式研究电站热力系统,以点与线组成的能量流、物质流二元关系图形来描述电站热力系统,数学模型物理意义明确,使用方便,矩阵填写规范,是一种全新的火电机组热力系统热经济性分析方法。最后给出实例验证了本方法的正确性。     

循环函数法的改进

火电机组性能监测和优化正在成为电厂节能改造,信息管理和优化运行的重要方面。热力系统分析理论是热力系统性能监测和热经济性诊断的有效工具,笔者试图用演绎方法来建立热力系统的分析理论,追求在 广泛意义上将等效热降法,循环函数法和矩阵法统一起来的理论,文中利用矩阵理论通过演绎方法从热力系统的广义数学模型出发,导出了循环函数法的主要流量关系,使热力系统热经济性分析和诊断更加通用,简捷,有效,提出了逆向加热单元和加热单元重叠概念。指出加热单元可以看作是混合式加热器的推广,将热力系统节能分析理论成功地统一起来,对机组性能监测和运行优化有重要意义,对于所述方法,通过例子进行了验证。     

考虑火电深度调峰的多类型储能经济性分析

在清洁能源大规模接入和电网调峰压力日益加剧的背景下,储能装置和深度调峰火电机组作为促进新能源消纳和平抑电网峰谷差的重要调节资源,已受到学术界和工业界的广泛关注。文章综合考虑了多类型储能装置的自身特点,并结合了火电机组的深度调峰特性,对不同类型储能装置参与调峰的经济效益进行了深入分析。首先,选取并建立了最具代表性的3种能量型储能系统(抽水蓄能、压缩空气储能和锂离子电池储能)的运行模型;其次,考虑火电机组的深度调峰特性,建立了火电机组的运行模型和经济性模型;再次,考虑多类型储能系统的全寿命周期成本,构建了考虑火电机组深度调峰的多类型储能系统日前经济调度模型,并据此开展了多类型储能经济性对比分析;最后,基于某地区的典型日数据开展了算例仿真,对比分析了各类型储能电站的经济效益并给出了储能容量配置建议。     

300MW机组冷态启动的优化

机组的优化启动,是火电厂提高经济效益最直接有效措施之一,电力体制改革的实施。使得火电厂更加重视自身的发电成本,实现机组的快速启停可以降低电厂的发电成本,提高电厂的经济性。     

计及火电机组灵活性改造的电源扩展弱鲁棒规划

风电出力的不确定性给电力系统规划与优化运行带来较大挑战。对火电机组进行灵活性改造能有效提升电力系统的灵活性、促进风电的消纳。文中利用盒式约束与1-范数约束对不确定风电出力进行建模,考虑火电机组的灵活性改造技术优势和经济耗费,从电力系统价值整体提升的角度出发,建立了以投资费用与系统运行成本之和最小为优化目标的电源弱鲁棒优化规划模型。所提模型改善了传统鲁棒规划模型的保守度,提升了规划方案的经济性。以改进的IEEE-RTS24节点系统与区域电网实际系统对所提模型进行仿真分析,算例结果验证了所提模型的鲁棒性与经济性。     

基于GA的发输电合成系统最优可靠性计算新方法

将可靠性和经济性相结合,提出了基于总拥有费用法的发输电合成系统最优可靠性算法的总体框架,进而在概率安全性和概率充裕度综合评估基础上,将综合评估风险指标和可靠性经济评估理论相结合,建立了基于遗传算法和蒙特卡罗仿真相结合的最优可靠性计算模型和算法。算法使最终求得的各元件的最优解所对应的规划方案的总成本最小。最后对IEEE—RTS标准测试系统进行了计算,结果表明所提模型和算法是可行的。