含热电联产热电解耦运行方式下的微网能量综合优化

通过安装蓄热槽对热电联产"以热定电"约束进行解耦,使微型燃气轮机更加灵活可控参与系统调峰,有利于微网对高渗透率可再生能源的消纳。考虑到风机、光伏出力的随机性以及热电负荷的波动性,建立了基于机会约束规划的微网热电能量综合优化模型。与传统微网优化模型相比,增加了系统热平衡约束,热电联产热电耦合约束,蓄热槽运行约束等。以微网最小运行成本为优化目标,通过遗传算法优化各微源出力,形成最佳运行方式。算例表明:热电联产系统以热电解耦方式运行,有利于提高能源利用效率以及微网运行经济效益。     

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。     

计及燃料电池热-电综合利用的能源网日前调度优化策略

为解决风电消纳的问题,从优化热电耦合、提升能源网调节能力的角度出发,提出基于氢燃料电池(hydrogen fuel cell,HFC)储能系统的能源网综合调度优化策略。首先建立精确的HFC热、电产出模型,分析其在不同氢气输入量下的热电产出特性。在此基础上,以能源网运行成本最小化为目标对网内热电联产机组、纯凝机组、HFC、风电及制氢设备进行日调度经济性优化。仿真结果表明,考虑HFC热电联产特性可制定出更为精准、灵活、经济的调度运行策略,在"变废为宝"的同时,缓解了热电联产机组"以热定电"的机组特性限制,降低了系统"弃风",提高了能源网整体的运行经济性。该文为含风电场、热电联产机组、纯凝机组、HFC的能源网的经济运行策略制定提供了一个全新的视角。     

热电冷联供技术分析及政策建议

低碳城市能源系统中,分布式能源有热电冷联供系统、利用可再生能源的分布式供电系统,以热泵为核心技术的应用系统3种形式。热电冷联产是一项一次能源利用率非常高的技术。比较了"以热定电"、"以电定热"2种配置原则,提出目前热电冷联产系统应将天然气作为主要能源。针对低碳城市发展区域热电冷联供存在的问题提出建议,包括开发热微网和电力微网,并结合智能电网和物联网技术,形成能源互联网,等等。     

考虑风电消纳的风电-电储能-蓄热式电锅炉联合系统能量优化

为解耦传统的"以热定电"约束,提高风电消纳能力,针对一种风电-电储能-蓄热式电锅炉的联合系统,充分地考虑了电储能装置对功率和能量的时间迁移能力以及电、热系统互补的物理特性。分别研究火电机组、热电联产机组、电储能系统和蓄热式电锅炉的数学模型,引入弃风成本参数,建立以实现最低运行成本为目标的综合调度方法。结合能量平衡约束、常规机组运行约束、电储能约束以及蓄热式电锅炉运行约束,通过粒子群算法实现能量调度最优解的求取。搭建了基于Matlab/Simulink的仿真实验模型,对系统在传统的热电联产、热电机组融合蓄热式电锅炉和风电-电储能-蓄热式电锅炉联合运行3种不同调度方式下对风电消纳效果进行对比,验证了能量优化方法的有效性。     

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。     

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。     

考虑风电消纳的综合能源系统“源-网-荷-储”协同优化运行

针对因传统的热电联产(Combined Heat and Power, CHP)"以热定电"运行方式导致的弃风问题,提出一种考虑风电消纳和运行经济效益的综合能源系统"源-网-荷-储"协同优化运行方法。在源侧通过热泵和储能设备解耦CHP"以热定电"运行约束,在网侧构建了稳态电-热潮流,在负荷侧考虑了综合需求响应,提升系统的风电消纳空间。系统以建设运行总成本最小为目标,考虑了能量平衡、稳态电-热潮流和CHP出力等约束条件,构建了考虑风电消纳的综合能源系统"源-网-荷-储"优化运行模型。最后,通过风机的33节点电网和8节点热网构成的综合能源系统验证所提方法的正确性和有效性。多场景仿真结果表明,该方法可有效提升风电消纳空间和系统经济效益。     

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。     

开放能源市场中并网式热电联产的利润优化运行策略

在开放的能源市场中,并网式热电联产系统(combined heat and power system,CHPs)以供能区为单位,在满足所在供能区负荷的同时,可以向相应的热电网络出售多余的热和电。该文针对并网式CHPs提出最大利润控制器和相应优化运行策略。首先,基于包括供能区热电进出口的不同能量流动情况,相应地建立了4种利润模型,并将一天中的并网式热电联产运行曲线划分为若干个优化区间,每个优化区间都有一种相应的利润模型。然后,以优化区间为单位,利用灰色预测模型和最小二乘法得到热、电、天然气的预测售购价格,并基于该价格推导出每个区间的利润公式,继而求出利润模型的离散最优解。接着,考虑调节速率,用动态规划法得到并网式热电联产的实时最优运行策略。最后,将并网式热电联产的运行数据记录到历史数据库中,对系统进行反馈控制。通过以上步骤,能够得到并网式热电联产的优化运行策略,实现利润最大化。通过一个1MW的并网式热电联产对本文所提模型进行了验证。     

天然气热电联产采暖运行方式的节能分析

天然气热电联产有着较高的发电和供热效率,从能源利用效率的角度看,天然气热电联产是一种更先进的采暖方式。文中将天然气热电联产调峰运行在整个采暖季节简化为3种情况,分别介绍了3种情况的运行方式,并对天然气热电联产的效益加以分析,得出以电力调峰方式运行的燃气热电厂具备节能、环保、经济性好的结论。     

我国热电联产产业的发展趋势

介绍了国内外热电联产产业发展的现状和热电联产的优势,分析了今后我国热电联产机组的发展模式,指出今后我国热电联产产业应以大容量、高参数的热电联产机组和分布式能源系统这两个模式为主,并大力发展CFB锅炉、燃气轮机技术和研发高温气冷核反应堆技术。     

化肥厂热动系统的节能改造与调优运行

介绍了某化肥厂自备热电站热能动力系统与化肥工艺装置间的热联合利用。对小容量汽轮机进、排汽管道改造,用数学规划法对热动系统作优化计算,给出推荐的系统动力装置优化运行方案。经系统的热联合节能改造及调优运行节约了能源,效益显著。     

热电厂参与风电调峰的方法评述及展望

在中国“三北”地区冬季供暖期,大量热电联产机组因供暖而难以调峰是导致负荷低谷时段风电大量弃风的主要原因.提出了在中国“三北”地区电网中,热电厂通过解耦“以热定电”约束参与风电低谷调峰的设想,介绍了热电调峰可行方案的运行机理、技术特性和适用范围;展望了其在中国电力系统中的应用前景和巨大的经济效益;分别从电厂层面、电力系统层面和国家政策层面讨论了热电调峰这一领域的重点研究方向.     

考虑可中断负荷的微网能量优化

建立能量模型协调优化微网可靠性与经济性对系统经济效益的提高至关重要.考虑在并网模式和孤岛模式下都将可中断负荷纳入微网能量管理,优化各分布式电源DG(distributed generation)出力,并网时还包括微网与主网交换功率,使微网投资运行费用和补偿停电损失费用之和最小.该模型不但考虑了微型燃气轮机热(冷)电联供的发电特性,而且将热(冷)能供给优化转化为电能供给优化统一求解,回避冷热价格对模型求解影响,简化微网综合供能模型.以一个微网系统算例验证了模型和算法的有效性,计算结果表明该方法不但能确保微网负荷的可靠、经济供电,也有利于主网整体经济供电能力的提高.     

微型燃气轮机冷热电联产系统运行模式研究

介绍了微型燃气轮机及分布式发电／能源系统的技术特点及其应用场合和发展现状，对微型燃气轮机冷热电联产系统的多种方案进行了研究。根据实际负荷曲线，设计了100kW级微型燃气轮机的冷热电联产系统，并对其在各种负荷下的系统匹配、运行方式等进行了讨论。通过计算和分析，给出了微型燃气轮机冷热电联产系统在不同运行方式下的热经济性和技术经济性的比较结果。     

300MW热-电联供机组抽汽方式选型及结构特点

300MW级机组以其具有的热电比高、技术成熟、可靠性好等优点,成为热电联产机组的主流机型。针对热电联产机组的选型问题,提出选取适当的抽汽调节方式是首要问题,以渤海项目为例,介绍了回热抽汽管道开孔抽汽、从高温再热管道上开孔抽汽、压力匹配器、旋转隔板、座缸阀等几种抽汽方式各自的特点以及如何选型。     

基于含储热的热电联产与抽水蓄能的风电消纳协调控制策略

在研究电热负荷与不同时间尺度风功率波动特性的基础上,分析了含储热的热电联产与抽水蓄能协调运行对风电消纳的影响,并提出了基于含储热的热电联产与抽水蓄能的两级协调控制策略。一级协调控制以系统运行成本最小和风电消纳电量最大为目标,根据电热负荷和风电预测出力,通过含储热的热电联产与抽水蓄能在调节容量上的优化配置,提高系统运行经济性和风电消纳率;二级协调控制针对风电出力的实时波动,根据风电计划上网偏差,通过含储热的热电联产与抽水蓄能的协调控制,平抑风电实时波动。以6节点系统为例,验证了所提协调控制策略的有效性,结果表明含储热的热电联产与抽水蓄能的两级协调运行可以有效降低系统运行成本,提高风电消纳水平,保证大规模风电接入情况下电网安全稳定运行。     

光伏建筑一体化社区热电联供调度策略

针对冬季寒冷条件下光伏建筑一体化社区(Building Integrated Photovoltaic,BIPV)的电辅热装置性能系数(Coefficient of Performance,COP)大幅下降的问题,提出一种新型光伏建筑一体化社区热电联供调度策略.首先,提出一种含可翻转热电联供模式(Reversible ...     

600 MW机组供热改造系统的设计与控制

为消除常规火力发电机组供热改造后系统运行存在的安全隐患,以某电厂600 MW机组供热改造为例,介绍了中压缸排汽、再热冷段抽汽以及凝汽器补水系统的设计特点,通过对该热力系统设计原理和供热运行方式的分析,得出了汽轮机供热改造后容易发生叶片过流、过压、过热、汽轮机超速等事故或者凝汽器补水出现问题的结论,并且逐个阐明影响设备安全的各个要素以及采取有效的控制手段及保护措施,以避免供热系统发生事故,保证整个机组的安全运行,实现热电联产。