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。     

考虑火电机组深度调峰的实时发电计划模型及应用

伴随我国大规模新能源接入和用电峰谷差日趋增大,调峰需求逐步提升,而由于我国电源结构不尽合理,调峰电源紧缺,造成电网调峰困难。深度挖掘火电机组深度调峰能力,分析其运行特性,在常规优化模型的基础上,引入深度调峰出力平稳段运行时间、最小深度调峰时间等约束,并对机组最大最小出力、爬坡等常规约束进行改进,建立考虑火电机组深度调峰的实时发电计划优化模型。采用广东电网实际运行数据进行算例分析,结果满足电网实际运行需求。     

基于多时间尺度随机优化的年度调峰辅助服务需求评估模型

为探寻电力系统的年度调峰需求,构建了基于多时间尺度随机优化的年度调峰辅助服务需求评估模型。该优化模型包含中长期、短期以及调峰服务3个阶段：在中长期阶段考虑日电量与最大最小负荷的随机性及其平衡关系,优化机组检修、跨日启停及水库水位的中长期计划;在短期阶段考虑源荷小时功率平衡及其波动性,基于中长期计划逐旬优化机组出力;在调峰阶段通过分析日调峰能力与弃水情况实现对辅助服务启动条件的模拟,考虑火电机组深度调峰与启停调峰能力对短期阶段进行矫正优化。基于中国某省级电网实际数据的仿真分析结果表明,所提模型能有效模拟多时间尺度下的源荷随机性,实现年度调峰辅助服务的需求评估。     

计及抽蓄电站调峰运行的水火电优化调度

抽水蓄能电站具有优良的调峰填谷能力,能减少火电机组的调峰压力,增强整个电网的调峰能力。首先,将抽水蓄能电站抽水机组消耗的有功假设成电网中的"可中断负荷",修正了总负荷水平方差的表达式,建立计及抽蓄电站调峰运行的水火电优化调度模型。之后,通过AMPL平台调用高效商业求解器IPOPT对其进行求解。基于湖南黑麋峰抽水蓄能电站的实际数据,选择丰水期典型日的计划负荷曲线进行数值仿真,比较调度前后火电机组与抽水蓄能电站的出力、火电机组深度调峰与启停调峰次数以及弃水调峰电量,验证了该模型在提高电网调峰能力方面的有效性。     

考虑火电机组多阶段状态转移的高比例风电电力系统多资源调度模型

高比例风电接入加大了电力系统调峰压力。为提高系统接纳风电的灵活性和经济性,文章计及储能、需求响应等柔性资源参与建立了多资源调度模型,并针对火电机组启停阶段的运行特征,借鉴状态流分析方法,将火电机组启停阶段运行状态转移子模型嵌入多资源优化调度模型中。算例分析表明研究成果可以精细优化制定火电机组深度调峰和启停调峰调度指令,分析储能和需求响应资源的调峰效益,为多资源参与的辅助服务管理办法、补偿标准等相关研究提供决策分析工具。     

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。     

基于多目标模糊优化的抽蓄水火电联合调峰方法

本文针对日益增大的日负荷峰谷差所带来的调峰困难问题,对抽水蓄能机组、水电机组和火电机组调峰出力进行优化;构建了以余荷方差最小并兼顾水电发电量最大的抽水蓄能_水电机组调峰的第一步调峰优化模型,以及以发电成本和出力波动性为多目标的火电机组第二步调峰模型,同时考虑了机组爬坡性能、蓄水量、发电引用流量等约束条件;采用模糊优化算法对多目标问题进行处理;最后通过仿真验证了所构建模型的合理性。     

低负荷与两班制运行方式的比较

前言目前电网日负荷的峰谷差普遍增大。1980年1～6月华东电网的实际最大负荷为660.9万千瓦,峰谷差为155.1万千瓦.京津唐电网总容量382万千瓦,自1978年开始,峰谷差每年递增10万千瓦.其它电网的情况基本相似。以往火电机组均按基本负荷设计,未考虑经常启停和低负荷运行,致使火电机组不能较好地适应电网负荷变化的需要。本文从节约能源和运行安全性方面考虑,提出了火电机组参加电网调峰的运行方式——低负荷及两班制的比较。     

考虑火电调峰资源协调优化的广西调峰辅助服务市场实践

为充分激发火电机组调峰意愿,促进水电等清洁能源的就地消纳,中国南方电网在中国广西试点区域内实施首个省级调峰辅助服务市场.文中重点介绍了广西调峰辅助服务市场的交易品种、交易组织形式、出清模型和方法、结算分摊机制、工程化问题及处理方法.出清模型除考虑常规深度调峰和启停调峰资源外,还考虑了机组启停调峰热备用的调用,充分挖掘了火电机组的调峰潜力.同时,约束条件考虑了机组的启动和停机过程,更符合火电机组实际调峰特性.基于文中模型和方法研发的技术支持系统已在广西调峰辅助服务市场投入实际运行.算例分析及运行实践表明,所提模型和方法是有效的且研发的技术支持系统能满足实际工程需要.     

600MW超临界四墙切圆燃烧机组深度调峰技术研究

随着电网新能源发电量的比重越来越大,火电机组负荷率逐步降低,电网对火电机组的运行方式提出了更高的要求,为适应电网对火电机组深度调峰的需求,对某600 MW超临界四墙切圆直流锅炉机组进行了深度调峰运行试验研究。通过优化燃煤掺配比例、制粉系统特性优化、炉膛燃烧调整、磨煤机运行方式调整、锅炉尾部烟气调节挡板开度调整、辅机启停运行方式优化、煤水比调节及过热度优化等试验,解决了机组深度调峰期间低负荷工况下锅炉稳定燃烧、水冷壁超温、低负荷投运烟气脱硝等问题,在锅炉及其附属设备未进行任何改造的前提下,实现了超临界直流空冷机组在30%额定负荷工况下锅炉未进行由直流运行方式转为再循环运行方式的转换,达到了锅炉低负荷期间干态稳定运行,成为国内首台实现30%额度负荷深度调峰的四墙切圆燃烧机组,同时也为其他同类型电厂在机组深度调峰运行方面提供一定的借鉴价值。     

日启停燃气机组调峰运行方法

燃气机组是我国电网重要调峰电源,如何充分发挥其调峰性能对缓解电网调峰压力尤为关键。该文考虑燃气机组日启停运行现状,提出混合启发搜索策略和切负荷策略的燃气机组调峰运行方法。该方法将计划电量作为单机控制目标,考虑出力上下限确定机组开机时长范围,同时以负荷高低为启发信息,搜索确定可行的连续开机时段集合;考虑可调出力下限,采用改进切负荷策略优化确定每种开机方案的高峰出力过程,并以余荷均方差最小为准则选择最优的开机运行方案和机组发电计划。通过浙江电网日前发电计划数据应用分析表明,该文所提方法改进了以往燃气机组高峰时段固定出力的运行方式,提高了对负荷调节的灵活性,较实际发电计划具有更好的调峰效果。     

计及碳交易机制的核-火-虚拟电厂三阶段联合调峰策略研究

在核电机组占比较高的省级电网,为了提高其运行的安全性和灵活性,将发电侧与需求侧调峰资源相结合,建立了核-火-虚拟电厂三阶段联合调峰模型。该模型采用等效负荷的方法处理风电机组出力,并引入碳交易机制,从经济性与低碳性两方面分析运行成本,以系统联合调峰成本最低为优化目标。采用三阶段调度方法,根据系统需求确定核电机组的最优调峰模式与调峰深度,并有效平抑等效负荷的预测误差。利用CPLEX求解器对该混合整数规划问题进行求解,算例仿真验证了所建立模型的合理性与有效性,结果表明所提模型保证了核电机组的安全灵活运行,能够缓解系统的调峰压力,减少火电机组的启停调峰,并有效避免发电机组因负荷预测误差而频繁改变出力,降低了系统的运行成本与碳排放,使经济效益与环境效益得到均衡。     

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。     

考虑核电参与的调峰优化运行模型

综合考虑核电调峰成本及安全约束,建立了考虑核电参与调峰的优化调度模型。该模型从经济性和安全性两方面定量分析压水堆核电机组的调峰成本,并引入核电安全价值系数实现经济安全的协调平衡,以机组联合运行总费用最低作为优化目标;在调度问题常规约束条件的基础上,计及了考虑调峰深度和线性功率变化速率的工况转换时间耦合约束条件以满足核电调峰安全运行要求。算例仿真验证了所建立模型的有效性;在调峰运行方式下,核电机组满足安全约束要求,并能够根据系统实际需求选择最优调峰深度和功率变化速率;核电机组参与调峰能够缓解常规机组的调峰压力,减少火电机组启停调峰频率,提升电力系统运行的经济性。     

含复杂电源结构的电网调峰优化模型

针对节能发电调度环境下含复杂电源结构的电网调峰优化问题,以发电耗煤量、购电费用和SO2排放量最小为目标,综合考虑机组出力上下限及调节速率、机组检修等各种工程实际约束条件,建立了电网日调峰优化模型。通过发电机组排序,保证了节能减排效果好的机组优先开机;通过当日机组组合的确定以及抽水蓄能机组工作曲线的计算,最大限度地减少了机组启停次数;通过备用容量优化安排及机组出力上、下限修正,满足了快速应对系统负荷变化的要求;通过机组出力优化安排,提高了经济效益和节能减排效益。采用广东电网2010年的实际数据验证了所建立的调峰优化模型的有效性。     

基于布谷鸟搜索算法的火力发电厂机组调峰运行优化方法

常规的火力发电厂机组调峰运行方法主要使用自动/非自动调峰控制机组调整调度时间级,容易受调节容量 影响,导致最终的深度调峰负荷过高,因此基于布谷鸟搜索算法设计一种全新的火力发电厂机组调峰运行优化方法. 以火力发电厂的热系统为基础,设置测定功率点,分析机组的运行能耗特性,再使用布谷鸟搜索算法生成优化调峰模 型,得出有效的调峰负荷,从而完成机组调峰运行.实例分析结果表明,设计的火力发电厂机组布谷鸟搜索调峰运行 优化方法在不同采样点下的深度调峰负荷均较低,具有节能性,有一定的应用价值,为提高火力发电厂机组经济性做 出了一定的贡献.     

考虑火电深度调峰的风光火储系统日前优化调度

深入挖掘火电机组深度调峰能力、实现风光火储多能互补运行是应对规模化新能源并网消纳的重要手段。提出火电机组深度调峰和爬坡成本、污染物惩罚成本、储能系统运行成本及新能源弃电惩罚成本的计算方法,建立了考虑火电深度调峰的风光火储系统日前优化调度模型。分别以风光出力最大、净负荷波动最小和系统运行成本最低为优化目标,并设定火电机组的不同调峰深度,对含高比例新能源的风光火储系统在典型日的优化调度策略进行仿真计算。结果表明：所建立的模型能够满足不同优化目标下的风光火储优化调度策略计算;通过提升火电机组深度调峰能力,可有效降低新能源弃电率。     

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。     

闸电125机组二班制运行方式的试验

随着电网的峰谷差和大容量机组的比例逐渐增大,原来按带基本负荷而设计的12.5万、20万,30万机组均要承担电网的调峰任务。通常,火电机组有两种运行方式调峰:(1)在低谷时带部分负荷运行,将机组出力降到能够稳定运行的最低限度;(2)二班制运行,在夜间停用多余电力的火电机组。前者运行操作简单,设备工况变动小,但可调出力的幅度不大,经济性稍差;后者可调出力大,但运行操作复杂,对设备寿命影响明显,还可能在起停过程中发生故障而不能及时带负荷。     

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。