大规模风电入网下的风气火电力系统联合优化调度

建立综合考虑机组能耗成本最低、环境成本最低、火电机组平稳运行为目标的风气火联合优化动态经济调度模型。采用启发式搜索确定机组组合,避免火电机组频繁启停及过大的系统容量冗余。提出一种改进的混合粒子群算法,通过10机测试系统验证了该算法的优越性。以某地区电网为例进行仿真计算,结果验证了所提调度模型与改进的粒子群算法的可行性和有效性。     

计及电力不足概率的旋转备用调度模型及分析

为激励发电商申报体现机组可变发电成本的电量电价,通过引入电力不足概率将备用容量电价和电量电价相结合作为综合报价,建立基于综合报价的旋转备用调度新模型.通过严密的数字推导,对所提模型和原有的基于容量电价排序调度模型进行有效性分析,分析表明所提模型能有效地抑制发电商在容量电价上的策略性竞价.以IEEE-30节点系统为例,对两种模型在出清结果、价格曲线和购买费用等方面进行了详细的分析和对比,验证了该模型的有效性.     

考虑火电深度调峰的可再生能源市场化消纳策略

如何通过市场机制促进可再生能源的高效消纳,是当前电力市场机制设计所面临的新挑战。为此,提出一种考虑火电深度调峰的可再生能源市场化消纳策略,通过火电深度调峰提升系统调节能力,从而促进可再生能源的消纳。设计了考虑火电深度调峰的日前市场机制,根据电能申报数据进行日前市场预出清,计算深度调峰需求量,然后根据深度调峰申报数据,求解深度调峰与电能市场联合出清模型,获得所有机组的发电计划以及火电机组的深度调峰量。算例分析表明,所提策略通过火电深度调峰降低了发电成本以及弃水电量,同时火电可以获得额外补偿,以激励火电机组进行灵活性改造,从而提升系统调节能力。     

考虑风电及分时电价的机组组合问题研究

近年来,风电等清洁能源的接入以及负荷侧分时电价的管理增加了电网调度的复杂性,为实现在风电接入及分时电价管理背景下的火电机组的经济调度和分时电价策略优化,首先研究了负荷需求对峰谷时段电价的响应模型,接着基于模糊机会约束理论建立了考虑风电及分时电价的机组组合模型,然后提出了一种双层混合粒子群算法求解该机组组合模型,以得到与风电相配合的分时电价定制策略以及火电机组出力值。最后仿真结果表明,所提出的方法可以实现负荷侧分时电价策略与供电侧火电出力的有效配合并降低火电机组的发电成本。     

1000MW火电机组初参数变工况的能耗敏感度分析

以火电机组能耗敏感度定义为基础,结合汽轮机变工况模型与热力系统经济性分析基本方程,进行了火电机组主汽压、主汽温、再热汽温的能耗敏感度分析。以东汽1 000 MW机组为研究对象,采用Mathcad软件编程,计算出机组不同负荷下初参数变工况时机组煤耗的变化量以及初参数的能耗敏感度。总结得到机组初参数能耗敏感度的强弱顺序,及各初参数能耗敏感度随机组负荷改变的变化规律,对1 000 MW火电机组的运行优化有很大的指导意义。     

电力市场中水电的当量定价及其收支平衡分析

提出了电力库联营情况下水电竞争上网的方式和定价方法。水电仅通过申报日上网电量与容量参与竞争上网。电力交易中心遵循的基本原则是优先使用水电,但是水电上网电价由其等值火电的上网电价决定。首先在峰修整去除水电后的剩余负荷曲线上,按火电竞价上网的实用当量电价法确定火电机组的最优加载顺序和上网电价,然后将水电机组插入剩余负荷曲线,确定水电机组的加载位置,并以相邻火电机组的上网电价的加权平均作为其上网电价。最后讨论了水电的年收支平衡问题,并给出了说明性算例。     

计及期权合约和交易路径的省间优化出清模型与算法研究

针对省间电力交易计算的日趋复杂且效率缓慢等问题,结合省间主要输电线路特点,提出了基于图论法的交易路径优化方法;将期权模式引入合约市场交易中有效规避电价波动风险,提高参与者应对市场变化的能力。为了降低省间交易的计算难度、提高社会效益,以社会福利最大化为目标,构建了计及期权合约和交易路径的省间优化出清模型与算法。通过算例,验证了所提优化出清模型及期权合约的有效性和适用性。     

基于机会约束规划的水电能量优化分配策略

以火电为主的水火电混合系统中,为使水电充分起到调峰错峰,降低上网电价和充当系统备用的作用,将周期内预测的可用水能分为两部分:一部分用作高峰负荷时削峰,降低火电机组上网电价;另一部分用作备用来满足火电机组强迫停运损失的电量。为此,推导了火电机组强迫停运容量模型的递推公式,用概率方法计算了火电机组强迫停运损失电量的期望值;在机会约束框架下,构造了水能优化分配的临界负荷模型,并采用蒙特卡罗方法进行了求解。最后以IEEE可靠性测试系统(reliability test system,RBTS)为例对所提出的模型和算法进行了说明。     

基于能耗费用评估的电网最优风电接纳功率分析

以能耗费用最低为目标,提出了基于能耗费用评估的电网最优风电接纳功率分析方法。该方法综合考虑了火电机组发电成本、风电的节能降耗效益、旋转备用成本以及电网的安全约束等因素,以确定既有电网的风电最优接纳功率。基于遗传算法求解模型,并通过IEEE-118节点算例对所提方法的可行性进行了验证。     

基于双层优化的火电机组容量规划

随着现有火电机组的老化和社会用电负荷的持续增长,火力发电公司亟须制定合适的火电容量扩展规划来适应未来负荷用电需求。针对此问题,以火电机组投资成本和运行成本为上层优化目标,以现有和未来投建的火电机组运行成本为下层优化目标,建立了基于双层优化的火电机组容量扩展规划模型,并提出了基于原对偶理论的求解方法。以某发电厂为例,在Cplex中编程仿真,验证了所提双层模型的有效性和可行性。     

火力发电空冷机组节能降耗的技术途径

简述火力发电厂空冷机组的能耗概况,详述火电空冷机组节能降耗的途径、措施方法和取得效果。     

基于信息物理融合的间接空冷机组冷端系统运行优化

随着我国能源消费与供给革命不断推进,火电企业发展形势日益严峻,需要在新一代能源系统中提高自身竞争优势。在系统阐述电站信息物理融合系统(cyber physical system,CPS)的体系结构和应用模式的基础上,提出基于CPS的火电机组生产过程表征与运行优化方法,并针对间接空冷机组冷端系统优化开展模型验证与案例分析。采用数据驱动方法建立间接空冷机组冷端CPS模型;利用机组历史运行数据修正汽轮机级组效率曲线,构建汽轮机变工况模型;通过BP神经网络回归预测空冷塔出口水温,协同优化得到变频泵最佳运行频率。案例机组运行数据分析结果表明:采用该冷端CPS模型及优化策略可降低机组供电煤耗0.9g/kWh,有效提升机组经济性。     

华能沁北电厂增压风机入口负压设定值对机组节能运行的影响

火电厂生产工艺环节较多,任何一个工艺环节的节能降耗工作,其意义都是显而易见的,特别是在最近几年烟气脱硫系统投入运行后,这方面节能运行的潜力尚可发掘。在机组运行时保持锅炉炉膛负压不变的情况下,通过改变增压风机入口负压设定值,研究增压风机和引风机消耗的总电功率的变化趋势。最终得出在试验压力范围内,不同的机组负荷下,引风机和增压风机总功率消耗均随增压风机入口压力增大而降低的结论,为火电厂的节能降耗工作积累经验,并为运行调整指明方向。     

基于热能深度梯级利用的耦合供热变工况研究

为了实现燃煤机组节能减碳,提出了基于热能深度梯级利用的热电联产机组耦合供热系统,建立了基于热分析法的热电联产机组供电和供热能耗评价模型,基于热力系统集成优化软件（thermal power integration scheme, TPIS）仿真计算了热电联产机组耦合供热系统的能耗,研究了耦合供热系统的变工况运行能耗,结果表明：不同耦合供热方式变工况运行可实现供水温度范围为44~90℃,热指数随着机组负荷升降呈现不同的变化趋势,不同耦合供热方式的机组热效率均随着600 MW亚临界湿冷机组的负荷增加而降低,均随着660 MW超临界空冷机组的负荷增加而增加,机组热效率为63%~80%。研究成果可为热电联产机组变工况运行优化和节能减碳提供技术支撑。     

基于热能深度梯级利用的耦合供热变工况研究

为了实现燃煤机组节能减碳,提出了基于热能深度梯级利用的热电联产机组耦合供热系统,建立了基于热分析法的热电联产机组供电和供热能耗评价模型,基于热力系统集成优化软件（thermal power integration scheme, TPIS）仿真计算了热电联产机组耦合供热系统的能耗,研究了耦合供热系统的变工况运行能耗,结果表明：不同耦合供热方式变工况运行可实现供水温度范围为44~90℃,热指数随着机组负荷升降呈现不同的变化趋势,不同耦合供热方式的机组热效率均随着600 MW亚临界湿冷机组的负荷增加而降低,均随着660 MW超临界空冷机组的负荷增加而增加,机组热效率为63%~80%。研究成果可为热电联产机组变工况运行优化和节能减碳提供技术支撑。     

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。     

基于互补机制的水火电力系统短期节能发电调度

为充分提高水火电力系统联合运行的经济性,将减少非可再生能源的使用量及降低火电成本为主要目标的水火电力系统短期发电调度问题,转化为水力发电量最大、耗水量最小和火力发电燃料总耗量最小且具有时序的3个优化子问题。该优化模型不仅可确定水电的最佳放水策略和火电的最佳出力,还可描述水电和火电的互补作用,充分体现节能和效益的理念。针对水电系统具有强非线性的特点,采用改电磁学算法进行求解,对火电子系统则采用内点法进行求解。算例结果验证了该方法的有效性。     

600MW超临界火电机组热力系统分析

针对600 MW超临界火电机组存在的能耗较高、污染物排放量较大的问题,笔者通过引入热力学状态参数,阐述了锅炉热力系统、管道热力系统和汽轮发电机组热力系统的分析法,分析了损的主要原因,运用热平衡法和分析法对比了600 MW火电机组热力系统的计算结果,并提出了相应的节能措施。分析结果表明,采用分析方法,可以达到进一步挖掘火电厂节能潜力的目的。     

关于汽轮发电机组热经济学边际成本的研究

该文以典型的多联产汽轮机组元为例，研究了复杂能量系统的热经济学成本分析方法，特别是当子系统有多股输出能流时，边际成本的分摊计算问题，并分析了边际成本与平均成本之间的关系。在热经济学结构理论的框架内，对各股能流的边际成本及其与该股能流的单位边际Yong耗之间的依存关系作了探讨。单位边际Yong耗的计算取决于组元的物理特性方程，该文分析了影响汽轮机组元运行特性的主要因素，并通过分析实际机组的能耗特性数据，指出了利用运行数据实时建立组元特性方程的方法以及应该注意的一些问题。     

火电机组节能调度的技术框架研究

在中国已具备实施电网节能调度的技术条件下,有必要研究节能调度涉及的关键性问题,即如何获得可靠的火电机组能耗数据及怎样才能做到发电排序公平.在分析5个试点省份所做工作的基础上,安徽省电力公司对省内火电机组进行了大规模的煤耗查定试验.在总结经验的同时对发电排序依据以及煤耗与污染物排放的关系进行分析,初步给出了火电机组在线监测系统构架和运行机制,并对火电机组节能调度系统进行研发.该节能调度系统能耗指标计算在各机组的数据采集服务器上进行,所有结果均上传至中心服务器,由此大大节省了硬件投资和网络资源,且可靠性得以提高.研究指出,对于研发节能调度系统、确定其运行机制,需要制定一条科学合理的技术路线.只有系统地分析研究并解决其中存在的关键技术问题,节能调度系统建成以后,才能稳定发挥其节能减排作用,为此还需进行更深入的研究.