考虑电能交互共享的虚拟电厂集群多时间尺度协调运行策略

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)作为整合“源-荷-储”多环节资源的新一代智能控制技术,能够打破地域限制,实现广域范围内的能源互联共享。为应对同一区域内不同VPP“源-荷”资源差异性,解决分布式可再生能源(distributed renewable energy,DRE)波动性与用电行为不确定性造成的功率实时平衡问题,引入集群服务商对包含多类型VPP的集群进行合理管控,构建包含多异质DRE、可控机组、储能、电动汽车以及可控负荷的VPP集群系统架构。对VPP集群内部电能互济进行独立定价以激励VPP参与联合调度,针对随机变量可预测性和累积误差随决策时间推进逐步增加的特性,建立包含日前协调调度与日内滚动优化的两阶段联合优化模型,日前阶段侧重于多VPP集群参与外部市场交易和内部电能互济,日内阶段侧重于VPP功率平衡降低偏差,形成多VPP间电能共享交互的多时间尺度调度策略;最后,以整合不同分布式能源的多VPP集群系统为例进行仿真分析,结果表明,通过多VPP协调互动和多时间尺度滚动优化,有效改善VPP集群系统电能均衡问题,显著提升整体运行经济性。     

支撑虚拟电厂互动的信息通信关键技术研究展望

包括分布式电源在内的需求侧资源(demandside resource,DSR)逐渐成为电力系统中不可或缺的重要组成部分,虚拟电厂(virtualpowerplant,VPP)可以有效整合各类DSRs,并充分发挥其在电力辅助服务中的巨大潜力。VPP的高效可靠运行和内部各主体间的灵活互动依赖于先进的信息通信基础设施,该文从VPP的基本概念、特性和国内外实践案例出发,对VPP基本通信架构和通信性能需求进行了分析,最后重点对支撑VPP灵活互动的几种信息通信关键技术进行探讨,并针对其在未来VPP中的应用思路和理念做出了思考,旨在为提升VPP灵活互动水平以最大限度发挥DSR资源的优势提供解决方案。     

基于可控负荷响应性能差异的虚拟电厂分类聚合方法及辅助服务市场投标策略研究

在辅助服务市场中,不同辅助服务产品对投标资源的时域响应性能有差异化需求。因此,虚拟电厂在对数目较多且响应性能差异明显的可控负荷进行聚合管理时,不仅需要考虑可控负荷的功率特性,也应考虑可控负荷的时域响应性能与不同辅助服务需求的契合度。首先,提出了一组反映可控负荷响应性能差异的指标——可控负荷调峰性能指标、可控负荷调频性能指标,并基于上述指标设计了两种分类方法,即指标排序位次分类法、指标权重分类法,将它们分别与NJW(Ng-Jordan-Weiss)谱聚类算法结合,实现了可控负荷的分类聚合。其次,以聚合所形成的虚拟机组作为最小单元,构建了考虑投标资源性能差异的辅助服务优化投标策略。最后,通过算例证明了指标排序位次分类法能够形成更好的投标策略,并验证了本文构建的考虑可控负荷响应性能差异的虚拟电厂优化投标策略的可行性和合理性。     

虚拟电厂信息流和能量流关键线路辨识研究

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)是解决分布式能源并网波动性的有效手段,对VPP关键线路进行有效辨识有利于预防VPP系统故障,提高运行安全稳定性。针对目前VPP线路评估研究较少、指标单一等问题,提出考虑静态网络流的VPP关键线路评估模型。首先,基于复杂网络理论构建以数据采集设备为主要节点的VPP多层网络模型。其次,针对VPP运行控制体系与电力网的不同业务特征,建立基于信息流、能量流的VPP关键线路评价指标体系。最后,采用最优赋权法分配指标权重对关键度指标进行融合。仿真结果表明,所提评估模型辨识出的关键线路对网络能量传播及拓扑结构有明显影响,进而验证了文章关键线路评估机制的可行性,有效量化了VPP评价策略。     

掺烧煤质差异较大煤种对“W”火焰炉运行参数的影响

针对掺烧煤质差异较大煤种时锅炉运行参数变化不确定的问题,以一台660 MW“W”火焰炉为研究对象、100%热耗率验收工况为锅炉负荷条件,研究在燃用现行煤种义马烟煤（烟煤）的基础上,按照不同比例掺烧金竹山无烟煤（无烟煤）对锅炉运行参数的影响。利用数值模拟得到2种煤化程度差异较大煤种按照不同比例掺烧时,锅炉有效利用热、烟气速度和温度以及NOx、SOx、CO产量的变化情况。模拟结果表明:锅炉在以高负荷运行时,65%无烟煤+35%烟煤的掺烧比例可以提高锅炉使用寿命,降低炉膛受热面发生腐蚀的概率,但对煤粉的着火和稳燃无促进作用;50%无烟煤+50%烟煤的掺烧比例可以满足锅炉额定效率,同时能显著降低发电成本,但炉膛受热面的腐蚀情况会较为严重。     

某350 MW机组循环流化床锅炉颗粒流动特性数值模拟研究

基于计算颗粒流体力学（CPFD）方法,对某超临界350 MW机组循环流化床（CFB）锅炉的颗粒流动特性进行数值模拟研究,主要研究了CFB锅炉内颗粒及颗粒团聚流动特性及其随炉膛高度和操作条件的变化规律,并将模拟结果与现场试验结果进行对比,验证了本次数值模拟的可靠性。结果表明:沿炉膛宽度方向,颗粒轴向运动速度呈现中心区域大、近壁区域小的不均匀分布特点,颗粒质量浓度及团聚物颗粒体积分数则呈现中心区域小、近壁区域大的特点;沿炉膛高度方向,随高度的升高,颗粒质量浓度由140 kg/(m2·s)迅速减小到4 kg/(m2·s),炉膛中心区域颗粒轴向运动较近壁区域增长迅速;循环量的增加和一次流化风速的降低均会使得颗粒轴向运动速度降低,团聚物颗粒体积分数增加。     

基于升参数的亚临界W火焰锅炉整体提效改造方案研究

对在役机组进行综合节能提效改造,有助于早日实现碳达峰。为提升燃用高硫无烟煤的亚临界300 MW等级W火焰锅炉机组能效水平,分析了主要影响因素和技术路线,对锅炉提升蒸汽参数、提高燃烧效率、降低排烟温度、机炉耦合等主要提效技术进行了可行性研究,形成整体改造方案,即升参数受热面改造+增设烟气暖风器+空气预热器漏风治理+磨煤机增容+风箱配风均匀性改造+燃烧系统局部适应性小改+增设低温省煤器。结果表明,针对设计参数为540 ℃/540 ℃的案例机组,升参数至574 ℃/572 ℃的整体提效方案可将机组供电煤耗降低25 g/(kW?h)以上。     

新型组合贴壁风对锅炉水冷壁高温腐蚀气氛影响的模拟研究

为了有效解决某电厂600 MW机组旋流对冲燃煤锅炉水冷壁高温腐蚀问题,提出了一种基于二次风-压缩空气组合式贴壁风的装置与方法,并建立了数值仿真模型,对添加新型组合型贴壁风前后炉内流动、燃烧、组分浓度进行了研究分析。结果表明,添加新型组合贴壁风后,侧墙水冷壁附近区域O2摩尔分数大幅提高,CO摩尔分数和烟气温度显著降低,有效改善水冷壁附近区域还原性氛围,解决了高温腐蚀的问题,但NOx排放量略有增加。     

基于随机森林算法的对冲锅炉出口NOx排放量预测模型研究

对冲锅炉中的仪器测量具有滞后性,导致控制系统作用始终落后于被控对象。为了提前了解对冲锅炉出口NOx排放量随工况变化的趋势,需要对对冲锅炉出口的NOx排放量进行快速并准确地预测。以实际运行的机组数据为基础,采用随机森林（random forest,RF）算法建立1 000 MW对冲锅炉机组的出口NOx排放量预测模型,并使用Spearman系数对对冲锅炉特征进行筛选,进一步降低模型计算时间。结果表明,随机森林模型预测结果的均方根误差为10.182 mg/m3,决定系数为0.913,可见基于特征选取的随机森林模型结构能实现对冲锅炉出口NOx趋势的提前预测。     

风扇磨煤机制粉系统抽炉烟防爆改造研究

由于煤质变化某电厂风扇磨煤机制粉系统出于运行安全性的需要,拟进行抽低温炉烟改造。提出了5种改造方案,通过制粉系统热力计算、锅炉效率测试、锅炉热力计算、制粉系统空气动力计算等方法对各方案进行分析比较。结果表明:采用方案2高温炉烟、低温炉烟和热风三介质干燥系统改造后,磨煤机分离器出口氧量可控制在9%以内,但锅炉排烟温度会比改造前升高28 ℃左右,影响锅炉运行的经济性;采用方案4抽取中温炉烟,磨煤机分离器出口氧量也可以控制12%以内,排烟温度升高幅度在10 ℃左右,但调温效果不佳且会造成炉烟输送管道积灰和堵灰;方案5相对于方案4由于增加了炉烟风机,可以有效避免采用方案4可能发生的炉烟管道积灰堵灰问题,同时增加了运行的可靠性和灵活性。对比分析后最终推荐方案5作为改造方案。