基于生物质热电混合供能的城镇综合能源双层优化

生物质发电相当于小型火电,单独发电时效率低,且现有研究对含生物质热电联产机组系统的优化调度关注较少。针对上述问题,提出了适用于城镇综合能源系统的多种新能源高效消纳的综合能源运行双层优化方法。通过补燃设备调整热天然气和生物质电联产机组的运行状态,建立可补燃生物质热电联产运行模型;研究了多个可补燃热电联产机组的联合控制,分别以综合供能费用和能源利用效率作为上下层优化目标,同时对热电联产机组间的能源分配调度和各热电联产机组内部运行状态进行优化,构建包含光伏生物质和天然气在内的区域能量枢纽双层优化模型。算例验证了可补燃的生物质热电混合供能对提高系统能效、降低供能费用的设计目标。     

基于神经网络的热电联产机组热负荷和电负荷预测

针对热电联产机组每年发电计划制定及调整期间,地方电厂以满足供热为由频繁要求调整计划的现象,本文提出一种以热定电的电负荷预测方法。该方法基于地方热负荷,对要求调整发电计划的电厂进行热负荷假设检验提取,并用Elman神经网络方法预测热负荷,最后采用灰色神经网络方法来确定电厂发电量。该方法对于确定热电联产机组发电计划、控制购电成本具有重要的意义。     

多机组、多模式的热电联产厂级供热优化

为实现热电联产企业成本最小化和盈利最大化,需精确掌握不同供热模式的电-热能效关联特性,以及电、热双变量约束条件下供热负荷在机组间的优化分配方式。本文以某具有3种供热模式的多机组供热电厂为例,建立多机组、多供热模式的能耗分析及厂级供热负荷优化分配模型,提出以总供热负荷和发电负荷率变量约束下的厂级总耗煤量最低为寻优目标,得到变总供热负荷、变发电负荷条件下的供热负荷最优分配策略。结果表明:高背压供热机组背压始终保持高值;热电比高的机组带最大供热负荷,其余由其他机组补充;通过对供热负荷厂级优化分配,全厂总耗煤量可降低2.5～5.9 t/h,占总耗煤量的0.60%～1.66%。     

热电联产火电厂“以热定电”可行性研究

介绍了热电联产机组的原理及在煤价不断攀升的情况下热电联产火电厂改变以往"以电定热"运行方式的必要性。以北票发电有限责任公司为例,根据其特点运用理论计算的方法将热电联产火电厂多发电、多供热的"以电定热"和经济供热、少发电的"以热定电"的运行方式进行了对比分析,通过实践证明"以热定电"运行方式的可行性。提出了"以热定电"运行方式的具体操作原则,即根据外界温度合理调整热负荷、根据供热需求调整机组发电负荷、合理调整进汽和抽汽方式使运行的经济性最佳,当电价、煤价、热价发生变化时重新测算其合理性。     

热电联产机组热、电负荷优化分配

针对太原钢铁(集团)有限公司(太钢)自备电厂热电联产汽轮机组(简称联产机组)热力系统,建立了联产机组特性关系式和热、电负荷优化分配模型,通过对机组运行数据的优化计算,表明优化分配与常规操作相比,可节约蒸汽47.83t/h。提出了联产机组热、电负荷优化分配方法。     

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。     

热电机组比重及热负荷对风电消纳率影响的研究

为了研究电网对风电的接纳能力,根据冬季典型日的热、电负荷以及风电出力特性,提出一种独立电网中含热电机组、纯凝机组和风电机组等电源结构的热、电负荷优化分配方案,并根据优化结果研究了热负荷对风电消纳率的影响。在对煤电机组中的纯凝机组和抽凝式机组分别建模的基础上,构建了一种电负荷由全网机组平衡、热负荷由各热电厂就地平衡,以发电煤耗最小为目标函数,且对风电弃风进行惩罚的节能调度模型。算例分析结果表明,热负荷变化将引起系统优化调度、风电消纳率发生变化。     

热电联产机组协调控制策略的改进

以广州旺隆热电厂110 MW热电联产机组为例,分析了热电联产机组电负荷与热负荷的耦合关系.在该机组协调控制策略中,增加了前馈回路,使机组既能很好地适应热负荷和电负荷的变化,达到在最大经济效益下的安全运行,并改善了机组重要参数的动态性能.     

面向弃风消纳的电储能-热电分级协调优化方法

中国北方地区存在高比例的热电联产机组,受冬季采暖负荷制约,调节能力有限,引发冬季弃风问题,增加电储能和储热设备是提高热电联产机组调节能力的重要手段。研究在电力辅助服务市场环境下的热电联产机组与电储能、储热设备的协调优化运行方法,分别建立以电储能设备和热电联产机组调峰效益最大和蓄热效益最大为目标,考虑弃风最大化消纳、系统供热需求以及热电联产机组、电储能和储热设备运行约束的分级协调优化模型。系统仿真测试表明：所提方法能够协调优化电储能和储热装置的运行,充分利用储热设备的多日调节能力,提高系统在电力市场中的运行收益,有效减少弃风。研究结果对解决当前电力市场环境下北方地区的冬季弃风问题具有一定价值。     

面向弃风消纳的电储能-热电分级协调优化方法

中国北方地区存在高比例的热电联产机组,受冬季采暖负荷制约,调节能力有限,引发冬季弃风问题,增加电储能和储热设备是提高热电联产机组调节能力的重要手段。研究在电力辅助服务市场环境下的热电联产机组与电储能、储热设备的协调优化运行方法,分别建立以电储能设备和热电联产机组调峰效益最大和蓄热效益最大为目标,考虑弃风最大化消纳、系统供热需求以及热电联产机组、电储能和储热设备运行约束的分级协调优化模型。系统仿真测试表明：所提方法能够协调优化电储能和储热装置的运行,充分利用储热设备的多日调节能力,提高系统在电力市场中的运行收益,有效减少弃风。研究结果对解决当前电力市场环境下北方地区的冬季弃风问题具有一定价值。     

热电联产机组的控制优化策略研究

针对风电机组的调峰能力不足导致弃风问题依然突出,分析了系统热惯性对热电联产机组控制的作用,认为热电联产机组常规控制系统的发电负荷响应的跟随性存在较大时间的延迟,不能满足快速性响应要求,无法实时参与调峰,并提出了一种改进的控制方案来解决这一问题。通过Matlab/Stateflow仿真软件进行验证,仿真结果表明,改进后的控制方案显著优于常规控制方案,发电负荷响应指标响应快速,跟随性能良好,为热电联产机组参与电网调峰提供了先决条件。     

热电联产机组的控制优化策略研究

针对风电机组的调峰能力不足导致弃风问题依然突出,分析了系统热惯性对热电联产机组控制的作用,认为热电联产机组常规控制系统的发电负荷响应的跟随性存在较大时间的延迟,不能满足快速性响应要求,无法实时参与调峰,并提出了一种改进的控制方案来解决这一问题。通过Matlab/Stateflow仿真软件进行验证,仿真结果表明,改进后的控制方案显著优于常规控制方案,发电负荷响应指标响应快速,跟随性能良好,为热电联产机组参与电网调峰提供了先决条件。     

抽汽凝汽式热电联产机组超发负荷热耗率计算方法

针对抽汽凝汽式热电联产机组(抽凝机组)对外供应2种不等价的能量——热能和电能的特点,将抽凝式机组的电负荷和热负荷分解为热化发电部分和凝汽发电部分。通过分解系数,计算凝汽发电部分的锅炉吸热量和电负荷,得到热耗率,作为以热定电以外的超发负荷热耗率。给出了具体计算方法和应用实例,可为节能发电调度提供依据。     

基于深度学习及混沌优化的燃机电站机组热电负荷优化分配

提出了一种基于深度学习及混沌优化的燃机电站机组热电负荷优化分配的新方法。采用深度学习理论中长短时记忆（LSTM）神经网络算法建立机组能耗模型,通过对模型中机组能耗和电负荷、热负荷、环境参数之间非解析函数关系训练学习,并采用混沌优化算法对LSTM神经网络算法训练得到的模型进行负荷优化分配,得到机组最优负荷分配下最小气耗量。实际算例计算结果表明,本文方法计算结果有效,可提高机组运行的经济性。     

热电联产机组热负荷可调特性的分析与应用

为了实现对热电联产机组的热负荷经济调度,最大程度地发挥其节能降耗的优势,有必要对热电联产机组的热负荷可调特性进行深入分析。针对目前我国主要类型的热电联产机组,依据汽轮机的工况图,再结合现场汽轮机的热力试验对该类型汽轮机组的热负荷可调特性进行了分析,得出了该类型汽轮机组在满足一定电负荷情况下的热负荷可调特性,为更加有效、合理安排热电联产机组之间热负荷经济调度提供了依据。     

考虑电-气-热耦合和需求响应的虚拟电厂优化调度策略

热电联产机组以热定电的工作方式无法同时满足冬季供暖效率最大化和电力调峰需求,存在发电出力调节能力不足的问题。针对上述问题,提出了考虑电、气、热能源耦合特性以及需求响应的虚拟电厂优化调度策略。首先,为提升热电联产机组向下调峰能力,引入电制气设备和碳捕集技术,构建新型的热电联产耦合模型。其次,为提升系统运行的灵活性,考虑峰谷分时电价、热价,建立综合需求响应机制。然后,为减少系统发电成本,引入电、热储能装置,以系统总成本和电、热储能运行成本最小化为目标建立虚拟电厂双层优化模型,并根据下层优化模型的KKT(Karush-Kuhn-Tucher,KKT)条件将双层模型转为单层并线性化处理进行求解。结果表明,所提方法的碳排放、运行成本以及新能源消纳率达到最优,提升了热电机组向下调峰能力,满足了系统低碳性、经济性的需求。     

基于机会维修的热电联产机组检修计划

多能流耦合是综合能源系统的显著特点,当热电联产（combined heat and power,CHP）机组故障时,其影响会扩散传播到多个能源系统,因此,提高热电联产机组运行的可靠性非常重要。针对该问题,提出了一种基于机会维修的热电联产机组检修决策模型。首先,从机组供电和供热耦合机理出发,考虑不同设备间经济关联,推导了计及机会维修的热电联产机组供电和供热可用度表达式,在此基础上,为量化不同检修策略对系统运行的影响,综合考虑系统削减电负荷损失和热负荷损失,给出系统运行风险指标表达式,进一步,计及检修约束条件,建立热电联产机组检修决策模型。算例分析表明,所提模型能够提高热电联产机组运行的可靠性和系统整体效益。     

基于深度强化学习的热电联产机组多工况自适应控制

针对热电联产机组受大范围出力工况运行波动性影响，导致汽轮机-锅炉协调控制系统发电负荷-抽汽流量-机前压力整体控制品质较差，提出一种基于多智能体深度确定性策略梯度（MA-DDPG）的多工况自适应控制方法。首先，根据机组非线性动态机理建立计及关键状态参数变化的多个工况子模型，利用积分型函数切换机制获取最优工况子模型；其次，提出一种多智能体同步运行机制，以快速响应、稳定供热及安全运行为协调控制目标来设计奖励函数，通过训练智能体与环境进行互动，不断在线调整多回路增益，实现机组多工况自适应控制。仿真结果表明，与传统控制方法相比，所提方法在保证供热平稳性的同时，有效提升了机组大范围出力工况发电负荷响应速率。     

双抽热电机组–抽背热电机组双机联合运行特性及优化研究EI北大核心CSCD

为挖掘混合类型热电联产机组的节能潜力、降低发电成本,通过EBSILON软件搭建60MW双抽(double-extraction condensing unit,CC)-抽背(extraction condensing unit with a high back-pressure,CB)热电联产机组的仿真模型,研究该联合机组的运行特性并建立基于可解释增强机和鸟群算法的双抽-抽背热电联产机组负荷优化模型,最后以典型日热电负荷优化任务为例,给出双机热电负荷优化结果。结果表明:当保持双抽机组的中压流量不变,存在中压流量极限值10.39t/h,使低压流量与电功率的运行区域只受到最大主蒸汽流量、最小凝汽量以及最小主蒸汽流量的限制;存在中压流量极限值59.26t/h,使运行区域只受最大主蒸汽流量和最小凝汽量限制;当双机总中压流量一定时,双抽-抽背机组的联合运行区域可以用极限工况即抽背机组承担最大中压流量,双抽机组承担剩余中压流量来近似表示。该优化方法与热电负荷平均分配方案对比,典型日可以降低1148.58GJ热耗,发电标准煤耗率由212.10g/(kW·h)降低为209.05g/(kW·h),可以节省标煤3.05g/(kW·h)。     

“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。