计及热网热惯性的沼气热电联产发电灵活性评估

随着碳中和和清洁供暖目标在农村地区的推广,电力和能源系统运行灵活性发挥着越来越重要的作用。针对这一趋势,以沼气热电联产系统为对象,提出一种计及热网热惯性的灵活性评估方法。首先,介绍了零碳农村综合能源系统的结构特征和运行目标,建立了覆盖沼气热电联产系统、沼气池、供热管网的模型。在此基础上,给出了适用于含热网的沼气热电联产灵活性的关键性能指标和评估方法。为了应对热网灵活性评估带来的延时最优控制问题,给出分解-聚合的评估方法,保证用户供热的同时,支持电力系统运行。算例结果表明,通过挖掘热网的灵活性消除热能供需之间的不平衡,能够有效提升热电联产灵活性,同时避免增加出力过程对于额外产生热量的浪费。

面向灵活性发电的燃煤机组大气排放特性分析

随着可再生能源发电在电网中占比逐年增加,越来越多的燃煤机组参与灵活性发电。为了弄清灵活性发电燃煤机组的大气排放特性,以某亚临界600 MW和300 MW机组为例,通过对运行数据进行回归分析,获得了机组在启动、正常调峰和深度调峰阶段的CO_2、NO_x、SO_2和粉尘的排放特性。结果表明:正常调峰阶段,随着机组负荷下降,煤耗和CO_2排放因子逐渐增大,净烟气NO_x排放因子先减小后增大,SO_2排放因子略有下降;粉尘排放因子略有上升;深度调峰阶段,随机组负荷的进一步降低煤耗和CO_2排放因子明显增大,净烟气NO_x和粉尘排放因子迅速增大,SO_2排放因子继续下降;启动过程净烟气NO_x和粉尘排放因子明显高于调峰工况,SO_2排放因子略小于调峰工况。另外,调峰过程中较高的升降负荷率使得原烟气NO_x、SO_2排放因子明显增大,净烟气粉尘排放因子明显增大。

发电系统充裕度与灵活性的随机评估

在含可再生能源的电力系统中,发电容量的灵活性会影响系统的可靠性和可再生能源的消纳,传统的发电容量充裕度指标无法全面反映含可再生能源电力系统的发电容量可靠性。为此,首先提出了电力系统向上/下发电容量不足指标,用于综合描述电力系统的发电容量充裕度和灵活性。其次,采用随机生产模拟技术,给出了向上/下发电容量不足指标的随机评估方法,其中考虑了发电机组的随机强迫停运、最大/小技术出力限制以及不同出力状态下的向上/下爬坡速度,并可适用任意时间尺度下的时序负荷,从而反映了发电机组受负荷需求影响导致的爬坡容量不确定性和由其本身强迫停运导致的不确定性。最后,通过算例分析验证了所提指标和方法的有效性,并定量研究了风电接入比例、时间尺度等因素对向上/下发电容量不足指标的影响。

燃煤机组灵活运行性能评价及成本分析

在“碳达峰、碳中和”的战略目标下新能源渗透率不断增加,煤电正逐步转变为灵活调节性电源。而燃煤发电机组在灵活运行过程中将导致能效损失,同时产生额外的污染物排放,这对于发电成本带来了一定程度的影响,不利于煤电灵活性资源的进一步挖掘。为此,构建了一种燃煤机组灵活运行性能分级方法,通过计算性能指标评估燃煤机组在特定工况下的灵活性能,研究机组发电煤耗率和部分影响发电成本的大气污染物与灵活性之间的关系,估算了燃煤电厂秒级的度电成本。以某330 MW机组为例,采集秒级运行数据来评估燃煤机组灵活运行对于发电成本的影响,并构建最小二乘支持向量机(LSSVM)模型实现机组不同灵活性等级下度电成本的预测。研究结果表明,特定工况中的预测精度较于全工况度电成本预测误差能够降低50%。