燃气–蒸汽联合循环热电联产机组多种运行方式负荷特性研究

以9FB型联合循环机组为案例,进行各主要部件数学建模,获得联合循环机组整体计算模型。针对抽凝、背压供热模式及一拖一、二拖一驱动方式,进行变工况热力性能分析,得到联合循环供热机组多种运行方式电、热负荷特性;优化机组不同供热期运行方式,获得电负荷可调节范围,并深入研究机组参与调峰的热经济性。研究表明:供热初末期热负荷较低时,机组宜通过一拖一背压模式与二拖一抽凝模式配合运行,调峰容量比为52.6%～53.4%;供热负荷较大时宜采用二拖一背压模式与二拖一抽凝模式配合,调峰容量比为44.5%～55.4%;严寒期为保障供热需求,调峰容量比降至27.4%～33.5%。优化后整个供热季联合循环供热机组灵活性显著提高,可为可再生能源电提供11.76亿kW·h上网空间。     

配置储热罐后热电联产机组运行优化

储热罐作为一种蓄能技术可在一定程度上实现热电联产机组热电解耦,提高热电联产机组深度调峰能力。针对目前热电联产机组配置储热罐后的运行优化问题,本文采用Ebsilon软件搭建热电联产机组运行优化分析模型,对某电厂亚临界2×330 MW热电联产机组配置储热罐后运行方式及优化效果进行分析计算。结果表明,配置储热罐后,在单台机组对外供热负荷250 MW时,调峰容量最小提高了额定容量的15.2%,最大提高了额定容量的24.2%。同时,为提高热电联产机组的运行经济性,建议在热电负荷一定时,采取电负荷平均分配、热负荷不均匀分配的运行方式。在此基础上,当该电厂3、4号机组热电负荷处于供需平衡时,运行优化后机组总体热耗率可降低76.1 kJ/(kW·h);当热电负荷处于供需不平衡时,运行优化后机组总体热耗率可降低12.9 kJ/(kW·h);整个采暖季总节煤量为1 618.2 t,总经济收益为129.5万元。该研究结果可为热电联产机组配置储热罐后的安全经济运行提供指导。     

配置储热后热电机组调峰能力分析

热电联产机组"以热定电"运行所导致的调峰能力不足是目前造成中国"三北"电网大量弃风的一个重要原因,为此,提出了在中国大型抽汽式热电厂中通过配置储热来提高机组调峰能力的消纳方案。首先介绍了该方案的基本原理;进而对配置储热前、后热电机组的电热运行外特性进行了分析与建模,讨论了配置储热后热电机组的运行策略;在此基础上,建立了计算配置储热后热电机组调峰能力的数学模型,并分析了其影响因素。算例中对中国北方地区2台典型的300 MW和200MW供暖机组配置储热提高调峰能力的效果进行了分析,结果表明:在给定的供热中期的热负荷水平下,配置储热可使得2台机组的调峰容量分别提高额定容量的21%和13%,从而为弃风电力提供大量的上网空间;但储热的效果取决于机组所承担的热负荷水平,若热负荷接近于机组的最大供热能力,则效果并不明显。     

深度调峰下燃煤机组运行方式对能耗的影响

随着电网负荷峰谷差日趋增大,大型火力发电机组参与电网调峰成为必然。针对某电厂4×600 MW机组,基于供电煤耗试验结果,分析了长时间调峰运行下均等低负荷和启停两班制调峰运行方式的经济性,得到不同调峰负荷下多机组启停调峰的临界时间,为燃煤机组调峰运行提供经济优化。在全厂负荷不变的前提下,机组数越多、机组容量越大、调峰时间越长,启停两班制调峰运行方式的经济效益越显著。随着电网负荷率的下降,电厂深度调峰采用启停两班制运行方式将更具有节能减排意义。     

灵活性改造机组电锅炉配置及优化

为解决热电联产机组深度调峰时出现的问题,建立电锅炉容量选择及运行优化计算模型,依据热力发电厂热经济性评价方法,开展机组电热特性分析研究,制定求解机组调峰经济运行工况的策略。结合工程项目实例,在相同调峰负荷和同一采暖热负荷条件下,确定电锅炉的最佳容量配置和最小消耗功率,优化后可实现项目投资和运行成本的大幅降低。     

东北辅助服务市场下热电厂配置电锅炉调峰的经济性分析

热电机组配置直热式电锅炉进行电热解耦改造,是提高机组下调峰能力并消纳弃风的有效手段。为分析主流机组改造的经济性,以东北调峰辅助服务市场为背景,建立了热电机组和电锅炉协调运行模型、消纳弃风的节煤量模型、下调峰的运行成本与效益模型,以及以投资回收期为指标的投资经济性评价模型。以实际数据为基础,对当前东北电网典型热电机组在不同场景下的经济性进行了计算分析。结果表明,在当前调峰机制下,在供热中期热负荷较大时,对于中小规模弃风,热电厂没有启动电锅炉消纳的动力;而为在大规模弃风时获取正收益,机组需要配置较大容量电锅炉,这又给热电厂带来了很大的投资风险。通过分析表明,降低机组最小出力可减小电锅炉的配置容量,从而提高投资经济性以降低风险。     

供热机组调峰运行中的最小出力分析

针对供热机组"以热定电"的运行方式与机组调峰合理调度之间存在的矛盾,通过对2台供热机组最小出力的计算,提出了应根据机组特性和实际热负荷计算出每台机组最合理的发电功率和“以热定电”理论考核曲线的建议,并分析了供热机组出力调整及参与电网调峰的运行方式。     

小型堆-生物质综合能源系统运行模式研究

核能供热的研究对我国城市集中供暖的发展具有重要意义。小型堆与生物质机组耦合的综合能源系统与单一核供热堆相比,在供热方面提升了负荷调节的灵活性以及堆的经济性,但随之带来多能耦合导致系统组合复杂、运行模式繁多等问题。为了让系统的运行模式在满足热负荷需求的同时兼顾经济性,针对生物质机组的抽凝和背压2种运行方式、低压缸的启停个数和小型堆的运行个数进行研究分析,得到该系统的6种典型运行模式及与之对应的热电负荷特性,并根据电负荷范围计算每种模式的调峰容量比。以热负荷调节范围和调峰容量比为依据,对这6种模式分别进行2次筛选,得到最佳运行模式。结果显示:在最佳模式下运行时,该综合能源系统既能为热网连续且稳定地供暖,还具备发电能力来为电网灵活发电,具有一定的经济效益。该系统运行模式的分配为多能耦合下的核能供热提供了理论依据。     

配置溴化锂吸收式热泵的供热机组热电关系模拟分析

为消纳风电,供热机组在承担供热任务要求的同时需要尽可能参与电网调峰。供热机组配置溴化锂吸收式热泵,在回收循环水余热的同时扩大了机组的供热能力,其热电关系需要进一步分析确定。本文建立了国产某300 MW供热机组模型,分析其加装热泵前后热电关系的变化。结果表明:在配置2台单机容量为46.6 MW溴化锂吸收式热泵后,供热负荷增加了39 MW,同时在给定热负荷下电负荷可变范围最大可扩大9%;实际运行中,循环水温度变化对机组最小发电量影响较大,而热网回水温度对机组热电关系几乎无影响。     

“三北”地区电网有偿调峰服务费用计算

针对“三北”地区电网热电机组比重大、纯凝机组等非供热机组承担系统调峰的问题,提出有偿调峰服务费用的计算方法。在对纯凝机组和热电机组分别建模基础上,构建一种电负荷由全网机组平衡、热负荷由各热电厂就地平衡的优化调度模型。通过求解热电机组按纯凝发电和热电联产两种方式运行时系统各机组的出力,分别确定纯凝机组、风电机组以及水电机组的深度调峰容量,并将非供热机组深度调峰区间内销售电量所得利润之差定为有偿调峰费用。算例分析证明了该有偿调峰费用计算方法的合理性。     

欧洲高效燃煤电厂的特点及启示

欧洲火电发展对我国火电的发展方向和火电技术的提高有着重要的借鉴意义.对欧洲高效火电机组发展经验进行总结,并对典型电厂的技术特点进行分析,发现欧洲火电机组注重机组参数的先进性,并通过对热力系统的优化和对锅炉烟气余热的利用进一步提高机组的发电效率.建议我国下阶段火电机组的发展应稳步提高机组参数、避免单纯追求机组容量、注重通...     

供热机组在线监测系统调峰计算方案研究

以研究供热机组调峰特性为目的,结合吉林省的供热现状以及各主要供热机组的运行情况和设备状态,确定各供热机组的新蒸汽做功能力、采暖抽汽做功能力、工业抽汽做功能力和采暖抽汽量,根据实际情况选择合适的供热在线监测系统调峰计算方案。以大唐长春第二热电有限责任公司1、2号机组为例进行抽汽供热监测并计算采暖抽汽量等供热参数。     

BEST技术用于超超临界二次再热机组的可行性分析

为降低二次再热发电机组的回热抽汽过热度，提高机组经济性，提出了采用背压抽汽汽轮机（BEST）的节能配置方案。通过介绍BEST技术在回热汽源、排汽走向、材料选用等方面的特点，详细阐述了采用BEST技术的二次再热发电机组在设计、制造、运行与控制中的技术难点，对BEST技术用于高参数二次再热发电机组的可行性进行了技术探讨和经济性分析。分析结果表明，采用BEST技术，单台机组初投资可减少约2 400万元，年利润可增加约4 500万元。     

孤网下水电机组的稳定性分析

为了研究孤网下水电机组的稳定性,综合考虑水力、机械、电气系统三方面的共同作用,建立水电机组稳定性计算数学模型,对小波动和水力干扰工况下的水力过渡过程进行仿真并分析其稳定性。研究表明:在小波动情况下,可通过适当改变机组调节参数来改善机组稳定性;在水力干扰情况下,可通过控制机组关机台数来减小波动幅度,从而提高机组稳定性。     

水电机组并网运行频率调节系统的稳定性

在刚性联结电网模型基础上,分析了水电机组并网运行频率调节系统稳定性。随着一次调频机组及容量增加,产生了电网频率稳定性下降的问题。如果电网中存在多个小容量机组的调节系统,稳定性较差,将会引起整个电网频率调节系统稳定性下降或不稳定情况发生。因此必须重视小容量机组并入大电网运行时忽视系统稳定性的现象,足够的单机调节系统稳定性可以保证多机调节系统的稳定。当各机组调节系统主导时间常数相同时,各执行机构动作趋于同步,电网频率调节系统才会获得良好的动态品质。     

提高电网攀峰响应能力的研究

高峰负荷时，许多大型发电机组运行于上限，因此电力系统攀登陡峻峰荷的响应能力往往十分短缺。文中提出了一种借助快速优化调整来提高响应能力的方法。发电机组被分为调节余量充裕的机组集合（Cabund）和调节余量匮乏的机组集合（Cpinch）。基于响应能力分析，对各机组集合的输出功率进行调整；Cpinch压荷,Cabund增发，两集合分别进行优化，作为提高系统调峰响应能力快速而经济的手段。 上述方法可用于替代添置燃汽轮机组，而前者的费用比后者少得多。     

Generating peaking unit operating characteristics

The operation of peaking generating units can be characterized by the frequency and duration of their operating and nonoperating states and the transitions between these states. The operating and nonoperating states of peaking generating units can vary significantly depending upon their dynamic interactive role within a power system configuration and the numerous constraints limiting their continuous operation. Based on the Canadian Electrical Association's and Alberta Power Limited's data collection systems, which define various mutually exclusive available and nonavailable states, this paper, presents the results of a statistical analysis of the states of continuous operation of several peaking generating units over a period of nine years. The significance of these operational patterns and their statistical characteristics and the implications for assessing the reliability of peaking generating units are discussed and referenced in detail. Based on a historical analysis of generator unit outage statistics, answers to many questions posed by utility personnel are addressed and discussed in some detail. Answers to these questions can have a significant impact on generation capacity planning and operating studies. This paper focuses on state transitions between reserve shut down states and operating states and generator starting characteristics     

山西电网和谐调度支持系统研究与应用

为解决供热机组和空冷机组装机容量比例快速增长给山西电网安全稳定运行带来的问题,在山西电网研究开发了和谐调度支持系统,实现了机组及其脱硫系统和供热设施运行工况数据的实时采集和远程监测、机组性能计算、机组经济运行优化分析,获得了机组的真空和供热影响出力、实时调度优先级序位表、实际煤耗特性和排放特性曲线,为实现兼顾电网、电厂及全社会要求的和谐调度提供了决策支持。     

电力市场下不同类型发电机组间的容量分配研究

基于保证电力系统安全可靠运行与总发电成本最低等两个原则,建立了不同类型发电机组间的容量分配模型.根据此模型对不同类型发电机组的出力调度与容量需求进行实证分析,认为利用由平均容量成本最小时的每种类型发电机的容量因子的范围以及一条概率持续负荷曲线则可近似地得到长期供需平衡情形下每类发电机组的总装机容量.结果表明模型简单实用.     

协调联络线与区域电网攀峰的互联电网有功调度

互联电网的调峰调频问题与联络线调整密切相关。在攀峰过程中,如何防止互联电网支援产生对联络线的冲击以及如何解困自动发电控制（AGC）机组的闭锁问题是互联电网高峰有功调度的关键问题。就此问题建立了互联电网攀峰协调优化调度模型。在高峰起始时段通过源流路径电气剖分技术确定联络线送、受端电网中与联络线关联的机组集合,并通过对联络线送、受端电网中的其他NON-AGC机组调节余量检验,将NON-AGC机组分为调节余量匮乏和充裕机组集合。在攀峰过程中,优先部署联络线关联机组集合以维持联络线计划功率,同时,并行协调送、受端电网中NON-AGC机组与AGC机组、NON-AGC机组集合内部的调节余量匮乏与充裕机组,从而可实现各区域电网自筹攀峰与维持联络线计划功率的目的。算例分析表明了该模型的可行性。