冬季风电消纳的两种途径的节能分析

冬季北方地区风电等清洁能源消纳矛盾突出,热电联产机组运行容量占比高、受热负荷的约束调峰能力差是造成弃风、弃光的主要原因。在解决弃风、弃光等问题上,针对北方冬季风电消纳的两种途径,依据热力发电厂热经济性评价方法,对不同形式的机组、采取不同深度调峰的改造技术路线,进行了节能分析。提出了在发电侧纯凝机组应首先进行深度调峰、热电联产机组采取增设蓄热罐改造进行深度调峰,为风电等清洁能源让出发电空间;在用电侧对供热锅炉实施电锅炉改造,消纳剩余的风电,实现经济效益和社会效益的最大化。     

基于旁路系统提升热电机组风电消纳能力研究

针对中国三北地区冬季供热期弃风现象严重的问题,提出利用高低压旁路供热解耦传统热电机组的电热强耦合关系,并基于旁路系统供热的热电机组电热特性,建立风电消纳能力数学模型,根据电网调峰需求,给出热电机组的运行策略。结果表明:高低压旁路系统参与供热可大幅提升热电机组的风电消纳能力和供热能力。为了保证高低压旁路供热安全,要注意高低压旁路蒸汽流量的匹配关系。采用"传统抽汽+高低压旁路"切换方式供热,风电消纳能力最强。以某330 MW热电机组为例,采用高低压旁路供热可进一步提升供热能力90.56%;在满足额定供热量的前提下,采用"传统抽汽+高低压旁路"切换方式供热可进一步提升热电机组风电消纳能力324.46%。     

基于热电联产运行模式的光热发电调峰策略

针对中国"三北"地区冬季供暖期因热电机组"以热定电"运行约束,导致系统调峰能力不足而造成的大量弃风问题提出一种基于热电联产运行模式的光热电站调峰策略。该文首先分析光热电站辅助供热后热电机组电热特性及其调峰能力变化情况,然后根据不同时段的负荷特性及热电机组运行状况制定出基于热电联产运行模式的光热电站在各时段的运行策略,在此基础上建立含光热电站、热电机组、纯凝机组、风电场的电力系统电热综合调峰优化模型。与传统模型相比,新模型增加了系统热平衡约束、热电机组的热电耦合约束、光热电站运行约束等。仿真结果表明基于热电联产运行模式的光热电站,通过辅助供热不但可有效提高电网的风电消纳水平,同时可避免运行成本较高的纯凝式机组频繁调节,提高系统运行的经济性。     

基于采暖需求侧管理的风电机组节能调度

基于智能电网技术提出将某省级电网热电联产机组远程调度系统和针对终端采暖负荷的远程控制系统相结合的新方法,利用空调热泵分担部分传统散热器采暖负荷,减少采暖热水负荷和增加采暖电力负荷,调节热网总采暖热水负荷和电网总电力负荷的比例。通过改变负荷约束条件进行采暖需求侧管理,在热电联产机组和风力发电机组之间实现新的最优化负荷分配。通过建立数学模型,模拟计算了所提出方法对热泵空调的采暖制热性能COP值的要求及其对应的节能效益。结果表明在我国北方地区冬季采暖期电网负荷低谷时间段,该方法可有效增加风电机组的并网发电容量,可避免风电机组因电网调峰而被迫停机弃风。     

含附加热源和需求响应的电热联合系统运行优化

为缓解供暖期弃风高发问题,从解耦供热机组“以热定电”约束、提高电网调峰能力角度出发,文中提出考虑附加热源与需求响应的电热联合系统优化调度模型。系统中储热和电锅炉作为附加热源共同作用以降低机组热电耦合关系,并且在系统负荷侧通过需求响应增强电网调峰能力。以最低运行成本为目标综合考虑弃风惩罚成本、需求响应成本及系统内各单元约束建立电热联合系统调度模型。通过遗传算法进行求解算例,对比分析了系统在传统的热电联产、仅考虑需求响应、系统中引入附加热源、含附加热源-需求响应联合运行4种不同调度方式下的风电消纳效果。分析结果表明,所提方法的风电消纳能力最优且具有最佳经济性。     

基于供热系统热惯性供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳研究

针对我国供热机组占比高的北方寒冷地区特别是东北地区的电网,在冬季供暖期间存在严重弃风的问题,提出了利用供热系统的蓄热特性,供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳的方法,并建立了供热系统热惯性数学模型和含供热系统热惯性供热机组短时深度参与电网调峰及风电消纳的数学模型。结合案例的详细计算说明了配合电网在用电高峰时段,采取供热机组对建筑物提前蓄热的办法,蓄热时间为6. 44 h,在电网低负荷时,供热机组降适当减少供热量进而减少电负荷,利用建筑物和热网的蓄热量满足供热要求,放热时间为8. 26 h,从而获得更加深度调峰容量空间协助电网度过低谷并消纳风电等可再生能源,具有可行性和可操作性。供热机组按最小抽汽量114. 3 t/h运行时,每台机组可为风电并网增加约162. 96 MW的容量。     

汽轮机低压缸旁路供热的电出力调节能力分析

为了分析低压缸旁路供热对热电联产机组电出力调节能力的影响,建立了热电联产机组热力系统计算模型和电出力调节能力数学模型,并将计算结果与几种典型热电解耦方案进行比较.结果表明,热电联产机组进行低压缸旁路供热改造后,最大供热能力提升了69.88％,额定供热工况下机组的电出力调节能力提升了42.42％.同一供热负荷下,低压缸旁...     

基于等价煤耗法的热电联产机组热经济性分析

热电联产机组热经济性代表了热电厂能量利用水平、热功转换技术的先进水平和运行的经济水平,因而准确地分析热电联产机组热经济性显得尤为重要.等价煤耗法是把电厂实际发电效益和供热效益通过热、电等价转换,得到等价发电量,进而得到等价煤耗率.结合300 MW机组,首先分别用热量法、实际焓降法和等价煤耗法对热电联产机组煤耗率进行计算,并通过分析比较,证明了等价煤耗法在评价热电联产机组方面的可行性和准确性;其次比较了同一热电联产机组在供热期和非供热期的煤耗率——供热期煤耗率比非供热期煤耗率低,从而证明了热电联产机组在节能方面优于纯凝机组.     

石河子市24小区热电联产工程技术经济分析

一、概述 石河子市24小区供热面积设计规模为12万m~2,供热用户的80％是住宅楼,其它是公用设施(如学校等)。热用户热负荷相对稳定,供热参数单纯统一,管网布置与小区规划同步进行,这一切有利于在小区内建造背压机组热电联产集中供热。 机组设计情况是:两台额定蒸发量为10t/h的锅炉;汽轮机组额定容量为750kW,     

基于热网及建筑物蓄热特性的大型供热机组深度调峰能力研究

针对我国北方区域电网风电并网后在冬季供暖期经常弃风情况,以及电网内存在高比例的大型供热机组的特点,提出了基于热网及建筑物蓄热特性的大型供热机组深度调峰的方法,并建立了深度调峰的数学模型;通过案例计算,在一定范围内大型供热产热量的变化不会影响供热质量。在采暖期间,热网配合电网低谷深度调峰适当降低热负荷运行,在电网调峰容量十分紧张情况下利用建筑物具有蓄热特点适当减少供热量,从而获得更加深度调峰容量空间协助电网度过低谷具有可行性和可操作性;建立的数学模型可计算出提前蓄热时间和放热时间以及机组的深度调峰能力,为电网调度进行供热机组深度调峰提供了科学的依据。     

含相变储能的风/光/热电联产综合能源系统优化调度

随着电网中风电和光伏的占比不断提高,在供暖期热电联产机组调峰能力不足导致的弃风、弃光问题愈发凸显。相变储能技术对提升综合能源系统的灵活性、鲁棒性具有积极作用。为此,本工作建立了含热泵相变储能系统的风/光/燃气热电联产综合能源系统模型,模型以弃风、弃光量最少和总运行成本最低为优化目标,以系统总热电功率平衡、各能源模块出力和储能设备容量状态等为约束条件,提出了一种基于精英反向学习的双适应度粒子群优化算法,精英反向学习策略提升了算法的求解性能,双适应度算法解决了罚因子难以取值的问题,通过案例证明了改进后的优化算法具有更强的全局寻优能力和更快的计算速度。结果表明增设相变储能系统可以有效提升系统的风电、光伏利用率,系统的弃风、弃光量由不含相变储能系统时的722.1 kWh/d下降到163.4 kWh/d,降幅达77.4%;相变储能系统提升了系统内热电联产机组的运行稳定性,降低了天然气消耗量,系统运行成本从2488.5元/天降到2389.5元/天,经济效益显著。     

基于调峰能力分析的电网弃风评估方法及风电弃风影响因素研究

  [目的]  由于风电出力的间歇性、随机性和反调峰特性,大规模可再生能源风电并网造成京津唐地区冬季供热季弃风现象愈加严重。  [方法]  为了能够定量研究电源调峰、联络线外送等弃风因素变化时对电网弃风的影响情况,从而准确衡量不同情形下电网对风电的接纳能力,文章从系统调峰的角度,以电热负荷平衡约束、机组出力约束为条件建立风电弃风评估模型。  [结果]  对京津唐电网弃风情况的模拟结果表明,常规电源调峰越深、联络线外送深度越小,系统接纳风电出力的空间越大;而过快的风电装机容量增长速度和较高的热电机组供热比率,会抑制风电出力,从而导致弃风。  [结论]  因此,可通过激励系统中常规电源积极主动进行调峰、控制联络线外送峰谷差和热电机组出力范围来提高系统接纳风电的能力;而根据未来规划水平,选取某一比例的风电装机容量增长速度,即可确定最佳的风电并网规模,控制弃风电量在一定水平内。     

基于供热网络热惯性的风电消纳能力评估

在传统的热电联产调度中,电功率和热功率之间的平衡关系时刻受到限制,导致系统调峰能力下降、弃风率过高。基于此,考虑了区域供热网络（DHN）的实际物理模型,利用DHN的热惯性进行蓄热,用于提高热电联产（CHP）机组的运行灵活性。该文构建了供热网络的热惯性模型,并引入供、回水时滞性来描述热水在网络中的传输时延,以系统运行成本及弃风量最小为目标函数,考虑了系统常规约束和热力系统模型约束,建立了包含风电机组、火电机组、热电联产机组和热惯性的电-热综合系统优化模型。结果表明,所提模型不仅可以减小系统弃风率,还可以获得热源处优化后的供水和回水温度。     

基于负荷侧响应的含储热热电联产的风电消纳模型

为了有效减少弃风,提高风电消纳能力,该文从负荷侧出发,通过峰谷分时电价策略引导用户的用电方式,达到削峰填谷,优化负荷曲线的目的。同时,在传统热电联产机组中应用大容量储热装置,通过对储热环节的控制,解耦“以热定电”约束,提高系统调节能力。以系统煤耗量最低为目标,构建包含储热的热电联产机组与风电联合出力优化调度模型。该模型考虑系统中的含储热热电联产机组运行成本,同时兼顾储热、负荷侧响应与热电平衡的相关约束等因素,采用基于模拟退火的粒子群算法对模型进行求解,并利用算例比较不同模式下的结果,验证了模型的有效性。     

先进储能型燃煤热电联产系统热力特性及灵活性分析

为了提高机组灵活性,提出了一种热电联产机组、先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)系统和热网耦合集成的储能型燃煤热电联产系统。对某350 MW热电联产机组与30 MWAA-CAES系统耦合集成系统的能流特性进行数值研究,分析了独立运行及耦合运行2种模式下系统的能源综合利用水平和调节范围。结果表明：以80%额定供热负荷为例,在同等供热量时,集成系统的能源利用率可提升1.10百分点,最小负荷率降低了11.69百分点,最大发电能力提升22.24 MW(约为额定功率的6.35%),单次循环节煤27.26 t;其他供热工况下结果与此类似,证明该先进储能型燃煤热电联产系统在热电解耦、提高灵活性、清洁供暖、能源利用等方面具有优势。     

深度调峰背景下的厂级热电负荷分配优化

为解决在调峰辅助服务市场下不同容量的热电联产机组的热电调度问题,建立了多台热电联产机组调峰调度模型,该模型以全厂收益最大为目标函数,使用分段三次Hermite插值法计算燃煤成本,综合考虑机组的热电出力约束条件,使用粒子群算法求解机组之间的热电调度问题。以某热电厂典型日热电负荷为例进行算例分析。结果表明：所建调峰调度模型能显著提升全厂总收益,且全厂总收益随调峰分摊金额的提高而减少;当热负荷增大时全厂总收益也增大,在全厂电负荷约为机组额定容量之和的60%时,全厂总收益达到最大。     

结合热电联产管理办法谈福建省热电联产发展方向

福建省热电联产经过近50年的发展,从企业自备发展成区域公用,从MW级发展到百万MW级,热电联产机组容量占比逐年提升。但也存在大型供热机组热电比低、以电养热,小型抽凝供热机组发电标煤耗高、综合热效率偏低的问题。从热电联产管理办法的实施角度,提出引导热电联产项目科学、合理、高效、经济的发展思路,以进一步提升福建省热电联产行业整体水平。     

吉林省风电规律特性及减少弃风政策建议研究

为有效应对风电发展中的弃风问题,利用已有数据对吉林省风电资源特点和风力发电出力规律特性进行研究和总结,得到了风电出力典型日和年曲线。并就典型日和年曲线分别与吉林省用电负荷典型曲线、热电联产机组出力典型曲线进行对比,指出了吉林省风电出力与用电负荷以及其他常规能源出力的规律,由此提出了吉林省应对弃风问题具有可操作性的政策建议。     

基于气象数据的供热机组调峰能力预测方法

针对我国冬季供热期间弃风现象严重,导致风能不能被电网大量吸纳的问题。提出一种基于气象数据的供热机组调峰能力预测方法。即将整个热网热用户作为一个整体,保证供暖期热用户最低室内温度为18℃的前提下,通过计算在不同室外温度下热用户的采暖热负荷和供热汽轮机采暖抽汽量,最终依据供热机组工况图确定出供热机组的调峰范围。通过实例计算和误差分析表明,该方法简单、实用且精度高,能够通过气象数据预测得到不同初始条件(不同室外温度)下供热机组的调峰范围,以供电网调度参考。在保证机组供热的基础上能使电网最大限度地吸纳风电,促进风能的深度利用。     

集成蒸汽喷射器的热电解耦系统全工况性能分析

为实现热电联产机组的热电解耦,提出了一种集成蒸汽喷射器的热电解耦系统,并建立了系统全工况计算模型.以某350 MW热电联产机组为案例机组,集成蒸汽喷射器的热电解耦系统作为喷射器供热机组,对两机组的运行灵活性和节煤率进行对比.结果 表明:当供热量为700 GJ/h时,热电联产机组和喷射器供热机组最低电负荷率分别为50％和34％,喷射器供热机组电负荷调节范围更大;与热电联产机组相比,喷射器供热机组在一定情况下经济性更高;喷射器供热机组在高引射率、低电负荷率和低热负荷率下运行较为节能;供热量为200 GJ/h时,电负荷率低于85％才能保证喷射器供热机组相比热电联产机组经济性更好;电负荷率为80％时,热负荷率低于0.91才能保证喷射器供热机组相比热电联产机组经济性更好.