670 MW燃煤机组耦合熔盐储能系统方案设计及性能分析

为应对新能源发电机组的反调峰特性对电网平稳运行带来的挑战,煤电机组急需提高灵活性运行和深度调峰能力。针对某670 MW一次再热机组,设计了利用蒸汽引射器调配再热器蒸汽入口流量等9种储-释能方案,基于Ebsilon软件建立热力仿真模型并对耦合系统的各项性能进行了分析。研究结果显示：所有方案均能有效拓宽机组的调峰区间;储热时相同调峰深度下抽汽储热方式的热经济性优于电加热储热,集成蒸汽引射器调配抽汽补偿再热入口流量的储热方案可以有效地解决大量抽取主蒸汽带来的再热器超温问题;释热时高温熔盐加热高压给水可以获得更好的热经济效益;储-释热组合方案C1-S2表现出最好的经济性能,其向上调峰深度达到76.89 MW,循环热效率和?效率分别达到42.48%、41.31%。     

火电机组灵活性改造技术路线研究

我国东北地区冬季供暖期间,存在火电机组调峰困难、风电消纳不足等问题。对此展开研究,分析了东北地区现行的火电机组深度调峰市场运营规则,分别针对供热机组及纯凝机组提出不同的灵活性改造技术路线,并从运行的安全、经济等角度对各个技术路线进行分析比较,提出火电机组在灵活性改造时的合理性建议。     

提升火电机组灵活性改造技术方案研究

针对目前“三北”地区采暖期电负荷与热负荷需求不平衡日益加剧,火电机组在供暖期参与深度调峰热电解耦需求十分迫切的问题,从技术路线及方案适用范围等方面对提升火电机组灵活性改造的技术方案进行了详细地分析与研究,并针对具体工程确定了热水储热系统和电锅炉系统的工程设计方案。通过分析表明,热水储热系统、电锅炉系统及减温减压系统供热方案均能够在一定程度上提升火电机组的运行灵活性,增加机组调峰深度,不同方案有其各自的适用范围。     

耦合超临界二氧化碳储能循环燃煤机组动态特性仿真EI北大核心CSCD

为提高燃煤机组灵活性,该文提出燃煤机组集成超临界二氧化碳储能(compressed supercritical carbon dioxide energy storage,SC-CCES)循环的热力发电系统。基于机理建模法在MATLAB平台建立耦合SC-CCES系统的燃煤机组动态数学模型,利用仿真实验研究系统的耦合特性,获取SC-CCES系统在储能阶段、释能阶段关键参数的动态响应曲线,并开展参数动态特性研究。结果表明:系统在设计点运行时,降负荷范围可达2.53%Pe(Pe为额定负荷),该范围降负荷速率较快,可达25.735%Pe/min;升负荷范围可达0.71%Pe,该范围内升负荷速率可达5.31%Pe/min,同时升负荷阶段利用锅炉送风与SC-CCES系统耦合可使燃煤机组节约煤耗5.05g/(kW·h)。所构建的热耦合热力系统在改善燃煤机组灵活性方面有较好应用前景,可为SC-CCES系统的工程应用奠定理论基础。     

压缩气体储能系统热力性能分析与优化

新能源技术的兴起带动了储能技术的发展,其中压缩气体储能系统在整个储能系统当中已得到了广泛认可,二氧化碳作为气体工质较空气有着储能时间少,储能效率高,经济型好等优势,本文分别对压缩空气和压缩二氧化碳进行建模,并且进行热力分析,对比空气和二氧化碳作为工质时的热力性能,结果为当二氧化碳作为工质时,其循环效率和储热效率较高,储能密度较大。通过以上结果可得出结论,二氧化碳作为工质可以减少储能时间,提高系统储能效率,并且有利于二氧化碳的减排。     

基于二氧化碳热力循环的储能研究综述

基于二氧化碳热力循环的储能技术,结合二氧化碳循环的优良性能和捕集后二氧化碳的再利用需求,有望在未来以新能源为主体的能源体系中发挥出重要作用。针对基于二氧化碳循环的储能技术进行了定义,并依据各储能方案的技术特点将该储能划分为电热储能,低、中和高压储气的压缩二氧化碳储能,低温和近常温储液的压缩二氧化碳储能,以及恒压储气的压缩二氧化碳储能;讨论了各类储能技术的研究现状、具有的优势和存在的不足。低压储气的压缩二氧化碳储能技术最为成熟,目前已有大型工程示范机组建成;高压储气的压缩二氧化碳储能和大规模电热储能的综合性能较好,但成本较高;低压端储存液态二氧化碳的压缩二氧化碳储能的循环效率最低,但储能密度最高;恒压储气的压缩二氧化碳储能效率最高,可达74%～76%,储能密度接近2 (kW·h)/m³,是极具发展前景的压缩气体储能技术之一。     

考虑辅助服务收益的储能与火电机组灵活性改造协调规划方法

可再生能源飞速发展对电力系统灵活性提出了较高要求。辅助服务收益有利于灵活性资源配置以及提高其参与调峰积极性。从火电机组深度调峰阶梯式补偿与储能峰谷套利两方面分析入手,提出了考虑辅助服务收益的储能与火电机组灵活性改造协调规划方法。首先,分析了灵活性资源调峰机理,其次构建了灵活性资源调峰的系统收益指标和成本指标;然后,建立兼顾系统综合收益和弃风率的多目标源–储规划模型,并给出了模型的求解思路和求解步骤,最后,通过中国东北某风电基地外送输电工程系统的仿真,得到了兼顾系统经济性和风电接纳能力的源–储规划方案;同时在此基础上探究了动态分时电价机制对利用储能与火电机组灵活性改造提升系统调峰能力的影响。     

压缩二氧化碳储能系统膨胀机研究进展

压缩二氧化碳储能系统具有储能密度大、系统设备紧凑、运行寿命长等优点。膨胀机是储能系统的关键设备,对整个储能系统的效率和性能有直接影响。综述了各类膨胀机的研究现状;介绍了不同类型二氧化碳膨胀机的工作原理及特点;提供了可在压缩二氧化碳储能系统中应用的膨胀机类型;分析了应用于储能系统的4种膨胀机存在的问题及其解决方案;指出了二氧化碳膨胀机的研究方向,包括设计方法优化、关键部件结构优化、泄漏、密封、摩擦、润滑等,为压缩二氧化碳储能系统膨胀机的优化设计提供参考。     

320MW供热机组耦合飞轮储能调频研究

在MATLAB软件中对320 MW供热机组与飞轮储能进行了建模,搭建了包含飞轮储能的供热机组两区域电网调频模型。在阶跃负荷扰动下,对比分析了耦合飞轮储能后的供热机组主要参数波动情况,结果显示在飞轮储能辅助机组调频后,供热机组汽轮机功率、供热抽汽压力及电网频率的波动情况均有了明显改善,有利于提高机组运行的灵活性与稳定性。     

耦合不同储热模式的热电联产机组调峰性能研究

储热技术是目前应用最广泛的储/蓄能技术之一,因此在燃煤机组的“三改联动”过程中,耦合储热装置的灵活性改造技术具有较好的应用前景。为了评价不同储热模式改造技术的性能,建立了耦合高温储热、低温储热、高低温储热、低温电锅炉储热以及高温电锅炉储热的热电联产机组性能计算模型,并以某350 MW机组为例进行了性能计算。结果表明,在机组调峰能力方面,由于电锅炉的功率可大可小,相对灵活,因此采用电锅炉的方式可以将机组出力降低至30%甚至更低,具有更好的调节灵活性;而采用低温储热方式的机组调峰能力最差,最低负荷率只能降低至42%左右。从机组的综合热效率方面看,低温储热方式的综合热效率最高,不同储热负荷下均能超过51%,低温电锅炉模式最低,仅有38.93%,其余三种储热模式综合热效率相当。     

考虑火电调峰主动性与需求响应的含储能电力系统优化调度

风电等可再生能源大规模并网,对电力系统调峰能力提出了更高要求。分别从源、荷、储3方面挖掘系统的调峰能力:首先,在负荷侧利用价格型需求响应引导用户主动参与负荷调整,降低系统峰谷差;然后,在考虑火电机组调峰成本与调峰补偿的基础上,加入火电机组调峰主动性约束,该方法利用经济手段提高了火电机组主动调峰的意愿,为风电上网挤出空间;其次,在火电厂侧配置储能设备辅助调峰火电机组共同参与到系统的调峰辅助服务中,相当于增加了火电机组调峰深度;最后,以系统经济性最优和弃风率最小为目标函数,构建了考虑火电深度调峰主动性与需求响应的含储能电力系统优化调度模型,并给出算例分析,验证所提模型提升了系统调峰能力以及促进了系统对风电消纳。     

电力现货市场下热泵+水储能在火电机组灵活性改造中的应用研究

电力现货市场让电力回归商品属性,使得市场在电力资源配置中的作用日益突出。由于这一电力交易模式有利于促进新能源发电消纳,实现电力资源的优化配置,因此成为电力市场建设和电力改革的重要一环。以山东省某热电联产机组为例,构建了基于电压缩式热泵的余热回收及制冷方案与基于电锅炉耦合冷热双蓄水储能的深度调峰方案,为该机组参与电力现货市场提供了可行的技术改造方案。研究结果表明:改造后系统供热能力提升48 MW,供冷能力提升32 MW,机组调峰能力提升9%;项目财务内部收益率(税前)30.25%,投资回收期(税前)4.1年,具有较好的盈利能力。     

煤电机组灵活性改造典型方案经济性分析研究

近年来,水电、风电和太阳能发电的装机规模增长迅速,随之而来的新能源消纳问题也变的严峻。提升电力系统灵活性,进行煤电的灵活性改造是提升新能源消纳能力的有利措施。本文介绍三种典型火电灵活性改造技术路径：机组技术改造、熔盐储能技术以及电极蒸汽锅炉方案,并梳理江苏省电力市场的相关政策,在此基础上进行三种方案的技术经济分析。结果表明,三种方案都具有一定的经济效益,其中电极锅炉方案效益最优,机组技术改造经济效益次之,熔盐储能方案效益弱于前两种方案,并介绍不同方案的优缺点。     

火电灵活性改造的现状、关键问题与发展前景

火电灵活性改造作为"十三五"电力规划的亮点被提出,但"十三五"期间在各地的发展态势相异。从长久来看,火电作为我国发电容量主体,仍将在多数地区提供最主要的调节容量。为此,文章全面梳理了火电灵活性改造的国内外发展历程,总结了影响火电灵活性改造的关键技术、经济与机制要素,提出了国内开展的典型改造模式,并对我国火电灵活性改造的未来发展前景和重点研究问题进行了预测和分析。研究表明,随着各类灵活性市场的建立,我国火电灵活性改造将由政策主导向市场主导过渡,灵活性也将成为火电乃至整个电力系统从规划、设计到运行的核心指标,构建适应中国特色的火电灵活性改造技术标准与规划体系将为我国电力系统成功转型提供重要基石。     

计及需求侧储能事故备用风险与火电机组深度调峰的 经济优化研究

针对电网调峰过程中需求侧储能(Energy Storage, ES)事故备用闲置时间过长,以及传统火电机组深度调峰(Depth Peak Regulation, DPR)成本较高的问题,提出了一种考虑需求侧储能事故备用风险与火电机组深度调峰的经济优化方法。首先,通过分析天气状态、负载率水平以及故障风险类型等影响因素,构建了考虑需求侧的ES风险量化模型、ES事故备用调峰经济模型。其次,结合火电机组进行深度调峰时对机组损伤及燃料需求分析,构建了考虑火电机组投油成本的深度调峰经济模型。最后,提出了一种基于需求侧风险量化的ES事故备用辅助火电机组DPR的经济优化模型,采用粒子群优化算法在修正后的IEEE30节点系统中进行算例验证。结果表明ES事故备用参与DPR能有效提高电网调峰能力和ES事故备用利用率。     

燃煤发电机组与压缩空气储能耦合热力系统分析及调峰特性研究

随着新能源的发展,在役煤电机组调峰运行已成常态化,燃煤发电机组与压缩空气耦合既可以提升燃煤机组调峰能力,又可以提升负荷响应速率,提升电力系统灵活性,促进以新能源为主体的新型电力系统发展。研究燃煤发电机组与压缩空气耦合储释能过程热力系统优化配置,从热经济性角度定量分析储能过程中压缩机的驱动方式、释能过程中热源位置、耦合运行系统效率、调峰能力等。     

火电机组旋转调峰方式试验分析

本文着重就神头第一发电厂＃４机组等几种类型机组旋转调峰试验结果进行了分析，对这些机组参与旋转调峰运行时，汽轮机转子热应力和疲劳寿命损耗进行了估算，并对机组低负荷运行时的经济性进行了分析。     

高温储能金属氧化物研究综述及其与超临界二氧化碳循环耦合研究

大规模储能是保障电网安全和提高可再生能源消纳的关键技术,是新能源进一步发展的战略核心。对基于金属氧化物的高温热化学储能技术进行了详细综述,分析表明,单一金属氧化物储能性能受制于循环稳定性和动力学速率,而掺杂钴、锰、铜以及钙钛矿型的金属氧化物的性能有较明显提升。在此基础上,构建了100 MW太阳能超临界二氧化碳布雷顿循环与金属氧化物储能耦合系统并建立了对应的稳态模型。模拟结果表明,在典型晴朗春分日,该系统循环热效率可达51.2%,光电转换效率可达25.2%,可实现24 h连续运行。