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。     

大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度

当前,火电机组亟须进行深度调峰改造来提高电网大规模新能源消纳能力。文中对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行研究。首先,分析火电机组深度调峰成本,建立火电机组深度调峰的能耗成本、运行补偿收益以及备用容量成本的数学模型;然后,以综合运行成本最低为目标函数,建立考虑火电机组运行约束的深度调峰调度模型,并使用分支定界法求解调度模型;最后,以8台火电机组、1个风电场和1个光伏电站构成测试系统,分别从调峰深度、新能源消纳量、火电企业收益等方面对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行分析。算例结果表明：在文中所建优化调度模型中,火电机组深度调峰能显著提高新能源消纳量,但火电机组单位发电成本提高,火电机组效益明显下降。在当前深度调峰补偿标准下,火电机组深度调峰效益低于基本调峰。     

火电机组灵活性改造形势及技术应用

在电力需求增速放缓,可再生能源快速发展的现状下,火电机组灵活性改造是当前电源供给侧改革的有效途径。本文从我国能源结构特点出发,结合国内外火电机组深度调峰现状,对我国火电机组灵活性改造的可行性和必要性进行了论述。通过某亚临界330 MW供热机组灵活性改造示范项目的实际改造结果,分析了灵活性改造的目标和提高机组深度调峰能力的有效技术手段,论证了尽早实施灵活性改造是火电机组响应电网深度调峰政策,增强市场竞争力,提高企业生命周期的必要选择。灵活性改造应遵循"一厂一策"方针,既要根据企业自身特点,合理确定改造目标和技术方案,同时也要兼顾未来市场变化,控制投资规模,注重解决实际需求。     

基于深度调峰下的地区电网调度与意愿研究

为促进新能源消纳,减少新能源限电,文章提出一种基于深度调峰下地区电网调度方法,根据负荷减去火电机组最小技术出力得到消纳空间与新能源出力比较,确定火电机组出力、新能源限电及是否开展深度调峰交易。此外通过经济学方法根据火电机组意愿因子评价参与调峰状态下火电机组意愿性以及在煤炭价格和补偿报价改变时意愿进行量化,通过新疆实际电网验证了深度调峰可操作性,对实际深度调峰交易具有指导价值。     

考虑源侧灵活性改造及可调节电热负荷的电热联合调度模型EI北大核心CSCD

在对电热联合系统源侧灵活性改造的基础上,协调运用电热柔性负荷以进一步增强系统风电消纳能力。建立了纯凝火电机组深度调峰运行成本、补贴及分摊模型,以蓄热罐蓄放热特性为基础建立了配置蓄热罐后的等效热电机组调节范围扩展模型,并以弃风开启的调峰电锅炉为可调节电负荷、其输出为可调节热负荷,构建了以总运行成本最小为目标、综合考虑热电机组调节范围扩展、火电机组深度调峰改造及负荷侧可控电锅炉3种弃风消纳方案的电热联合系统优化调度模型。算例分析表明,所提模型能够对3种方案的任意组合场景进行仿真,且能在利用源侧灵活性的同时挖掘负荷侧调节潜力,依次调度成本低、消纳效果好的可调度资源,实现弃风的低成本梯级消纳。     

考虑源侧灵活性改造及可调节电热负荷的电热联合调度模型

在对电热联合系统源侧灵活性改造的基础上,协调运用电热柔性负荷以进一步增强系统风电消纳能力。建立了纯凝火电机组深度调峰运行成本、补贴及分摊模型,以蓄热罐蓄放热特性为基础建立了配置蓄热罐后的等效热电机组调节范围扩展模型,并以弃风开启的调峰电锅炉为可调节电负荷、其输出为可调节热负荷,构建了以总运行成本最小为目标、综合考虑热电机组调节范围扩展、火电机组深度调峰改造及负荷侧可控电锅炉3种弃风消纳方案的电热联合系统优化调度模型。算例分析表明,所提模型能够对3种方案的任意组合场景进行仿真,且能在利用源侧灵活性的同时挖掘负荷侧调节潜力,依次调度成本低、消纳效果好的可调度资源,实现弃风的低成本梯级消纳。     

计及需求响应与火电深度调峰的含风电系统优化调度

随着风电等新能源接入比例的不断上升,对电力系统运行灵活性提出了更高的要求。基于此背景,从源荷灵活性提升入手,在需求侧通过分时电价及可中断负荷手段引导用户主动优化负荷曲线,以缓解风电的反调峰给系统带来的调峰压力;基于目前的火电机组深度调峰技术,提出了考虑机组低荷疲劳寿命损失及投油成本的深度调峰出力模型;建立了计及需求响应与火电机组深度调峰的含风电系统优化调度模型。以改进的IEEE 118节点系统为例,进行了多种场景的仿真计算分析,结果表明需求侧资源与火电机组深度调峰手段能够有效提升系统的新能源消纳能力,验证了该模型的有效性。     

火电机组参与电力调峰辅助服务策略研究

随着风电光伏等新能源大规模并网,为减少弃风弃光,电网对发电机组调峰能力的需求日益增加。针对河北省南部电网火电机组参与电力调峰辅助服务市场运营规则,分析调峰辅助服务政策、火电机组调峰能力、火电机组调峰成本,提出火电厂参与电网调峰辅助服务的策略,为更深入挖掘火电机组调峰潜力,提高电网对新能源的消纳量提供依据。     

超临界350 MW机组深度调峰热工控制系统改造

随着我国产业结构调整和能源结构深化改革,为提高电网调峰和新能源消纳能力,火力发电机组提高运行灵活性,开展深度调峰已成为必然趋势。以某台超临界350 MW机组深度调峰试验为研究对象,分析火电机组深度调峰中热工控制领域现存问题,并根据试验情况,对低负荷稳燃控制、顺序控制逻辑、变负荷速率等方面进行优化,在无设备改造的前提下,实现了锅炉在无助燃方式下调峰至118 MW,并为后续设备改造提供可靠数据支撑。     

320MW 机组旁路供热改造方案及应用研究

某公司2台320 MW 亚临界抽凝式汽轮机负责冬季向城区供热,随着供热面积逐年增加,机组调峰能力逐年降低,在火电机组加强调峰能力建设的紧迫背景环境下,以热定电与可再生能源消纳之间的矛盾愈发突出.为此, 全面推动煤电机组灵活性改造,实施煤电机组调峰能力提升,已成为当前工程人员亟需改革的一项工作.通过对机组相关设备、系统进行评估,借鉴火电灵活性改造相关经验,对旁路供热改造方式进行全面分析,给出了合理的改造方案,且对改造后的具体应用也进行了深入研究,对热电机组灵活性改造具有示范及推广意义.     

火电厂参与调峰辅助服务策略研究

随着风电等可再生能源大规模并网,电力系统对调峰的需要日益增加。针对东北调峰辅助服务市场机制,分析了调峰辅助服务政策、火电机组调峰能力、火电机组调峰成本,提出了火电厂参与调峰辅助服务策略,为更深入挖掘火电机组调峰潜力,提高电网对风电等可再生能源的实际消纳量提供依据。     

考虑煤耗率的火电机组灵活调峰对风电消纳的影响效果研究

火电机组灵活调峰是提高电网中风电消纳的重要手段之一,然而火电机组在灵活调峰运行时的煤耗率较其正常运行模式有所提高,现有电网调度模型未考虑该特性。本文采用分段线性函数表示考虑煤耗率的火电机组发电费用函数,建立灵活调峰火电机组与风电机组的日前机组组合优化模型,该模型采用现有线性规划方法进行求解。最后采用实际风电机组和火电机组数据基于IEEE-30母线系统进行验证。结果表明,本文提出的分段线性函数可以较好地拟合机组煤耗率与出力的关系;火电机组深度调峰运行时煤耗率较其正常运行有所提高。本文计算方法有助于降低系统运行总费用,提高电网中的风电消纳量。     

计及新能源随机特性的电网深度调峰多目标策略

在规模化新能源并网消纳趋势下,电网新能源的出力随机特性和系统调峰裕度亟需兼顾研究。首先根据非参数估计理论对新能源出力的随机特性进行处理。其次基于火电调峰机组的深度调峰过程对机组的运行费用进行分析建模。接着构建综合考虑电网深度调峰运行经济性和调峰灵活性的多目标优化调度模型,提出考虑新能源出力随机特性的多目标电网深度调峰运行优化调度策略。最后基于多目标求解方法分别以10台火电机组电力系统和某地区实际电网运行数据进行仿真计算,分析该多目标调度策略的有效性。     

燃煤火电机组提供调峰辅助服务的成本和效益分析

广西汛期水电消纳与低谷调峰矛盾突出,为避免弃水需充分挖掘燃煤火电机组深度调峰潜力。燃煤火电机组提供调峰辅助服务存在多级调峰过程,应考虑给予涵盖调峰成本的合理补偿。本文针对此问题,首先研究了燃煤火电机组的多级调峰过程及原理,其次从燃煤火电机组的煤耗成本、油耗成本、损耗成本、环境成本等方面对其调峰成本进行综合分析,给出了燃煤火电机组调峰成本数学模型并进行算例分析。在此基础上,进一步提出了燃煤火电机组多级调峰的调度模型,对火电机组参与调峰辅助服务及在其不同补偿力度下的经济效益进行仿真分析,算例采用标准10机系统,应用商业软件GAMS对调度模型进行求解。通过仿真验证了所提出燃煤火电机组调峰成本模型和多级调峰调度模型的有效性。     

考虑安全环保及补偿的火电机组调峰经济性研究

火电机组深度调峰是促进新能源消纳的有力手段,为了研究火电机组参与调峰的经济性,并考虑日益上涨的煤炭价格,建立了综合发电成本模型。从燃料材料消耗、投资运营、机组寿命损耗和环境损失等方面对机组调峰发电成本进行分析,结合调峰补偿政策建立调峰运行效益模型。对案例机组进行发电综合成本计算,分析不同负荷及煤炭价格波动下火电机组的调峰效益,以不同的调峰效益为目标为机组提供补偿报价策略。     

火电机组灵活性运行技术综述与展望

为有效解决大气污染问题,国家大力推进能源结构清洁化改革,风力发电、太阳能发电装机容量迅速增长,加之传统煤电产能过剩,导致电网调峰困难,这对现役火电机组的灵活性以及深度调峰能力提出了更高要求。本文以我国新能源发展趋势以及弃风、弃光程度为切入点,综述了提升火电机组灵活性运行的现状,针对火电机组现存调峰能力不足、负荷响应速度迟缓、长期偏离设计工况运行等问题进行了分析,并介绍了应对技术以及应用情况,在此基础上对火电机组灵活性运行下一步的工作方向进行了预测。     

火电厂直热式电锅炉灵活性改造实践

分析了风电供暖的现状及消纳困局,探索热电机组灵活性改造方案,依托吉电股份白城发电公司国家首批火电灵活性改造试点项目,首次在热电机组采用直热式电锅炉,实现热电解耦,可再生能源消纳,清洁供暖一体化灵活性改造。白城电锅炉项目投运后,供热期3台电锅炉满负荷50 MW运行,可带85×10~4 m~2供热面积,实际上网电量大幅降低,机组既降低部分负荷又能满足供暖需求,解决了供热期热电机组无法调峰问题。     

火电机组灵活性提升技术研究

火电机组在我国发电市场中仍占主导地位,为满足可再生能源大规模接入的需求,应对日益扩大的电网峰谷差,亟需提高火电机组灵活性。从直接和间接两种途径研究了机组灵活性改造技术,对实现灵活性提升的几种典型技术途径进行了对比分析,分析了火电机组嵌入式储热配置,并分析了储热方式下的机组热电特性和调峰能力。为实施热电解耦,减少弃风弃光,优化储热配置,增加机组深度调峰能力提供最优方案。     

某350 MW热电联产机组低压缸近零功率供热改造及应用效果分析

为进一步提高风电等清洁能源消纳水平、提升火电机组灵活性,汽轮机低压缸近零功率供热改造技术得到广泛应用,对低压缸近零功率供热改造技术特点进行分析,并开展了典型供热工况下机组热力性能试验,结果表明,低压缸近零功率供热改造后机组调峰能力及供热能力得到进一步提升。     

火电机组深度调峰经济性分析

随着电网调峰需求快速增长,对火电机组提高灵活性和调峰能力的要求越来越高。本文以湖南省某电厂一台300 MW亚临界机组和一台600 MW超临界机组为例,对火电机组深度调峰的运行经济性进行分析,并总结了相关风险应对措施。火电机组在30%～50%负荷率区间进行深度调峰时运营成本会出现明显上升,在目前的补贴政策下,火电机组调峰运行总体处于亏损状态。