多市场参与下热电联产虚拟电厂低碳经济协同调度方法

热电联产(combined heat and power,CHP)机组与虚拟电厂(virtual power plant,VPP)结合,可以有效提高能源利用效率,增强电力系统运行的可靠性及稳定性。为保证CHP-VPP灵活、低碳、经济运行,文中提出一种聚合风电、光伏、CHP机组、锅炉、碳捕集设备、燃气轮机、燃料电池、储能及电、热负荷的综合能源VPP,并在参与电-热-旋转备用-碳等多市场下,研究其低碳经济协同调度问题。首先,以各时刻VPP在多市场下整体净收益最大为目标,建立其CHP-VPP两阶段鲁棒优化调度模型;然后,考虑新能源出力、市场价格及负荷的不确定性,利用蒙特卡洛法进行场景削减,从而降低系统风险,增强其鲁棒性;最后,采用列与约束生成算法对模型进行求解,得到最恶劣场景下系统运行的经济性最优调度方案。仿真结果表明:所提综合能源VPP结构合理,可通过动态调整碳捕集设备及储能电池,达到平抑新能源出力波动的效果,从而实现碳排放的大幅降低;所提调度策略可有效保证源-荷-储多侧电、热资源的协同优化运行,提高VPP的灵活性、经济性和低碳性。

基于蒙特卡罗法优化GRU神经网络的热电联产负荷预测

负荷预测是热电联产系统提高能源利用率及优化调度的前提,预测精度在很大程度上影响系统运行的可靠性及热电厂经费开销。随着热电联产机组的大范围使用,单一的负荷预测很难精准反映热电负荷之间的耦合特征,对热电联产系统的精确运行产生一定影响。提出一种优化GRU神经网络模型,将两个门控循环单元神经网络并联,通过相应的dropout层和全连接层处理后合并结果。同时,结合蒙特卡罗算法修正误差,提高预测模型精度。利用实际热电厂数据验证所提出预测模型的可行性。结果表明:本文提出的模型可以充分学习热电负荷之间的耦合特征,提高负荷预测精度。

计及碳交易和价格型需求响应的热电联合低碳经济调度

针对热电联产机组在冬季供暖期间的“热电冲突”和弃风消纳问题,文中提出了计及碳交易成本和价格型需求响应的热电联合低碳经济调度模型,同时引入了电锅炉和储热装置解耦热电耦合限制,研究了不同运行方式对优化调度的影响。在系统中考虑碳交易成本,限制碳排放,并通过用户侧需求响应来增强电网调峰能力,对负荷曲线进行优化,有效削减了负荷的峰谷差,为风电上网提供了空间。最后,采用CPLEX求解器进行求解,并基于改进的IEEE-30节点系统进行仿真分析。结果表明,在文中调度方法下风电消纳量提高了83.72%,碳排放量减少了2211 t,验证了该调度模型的可靠性。

热电联产机组的节能发电调度技术研究与实践

热电联产机组是节能发电调度工作的难点之一,作为节能发电调度试点省份的河南省为解决这一问题,开展了"热电联产机组在线监测与调度支持系统"的研究和建设。结合该系统的研究实践对热电联产机组供热工况图数字化、热电关系信息库结构设计、调度区间及性能指标通用计算模型研究、次日发电出力计划预测方法等研究内容进行了论述;介绍了系统的主要功能及在节能发电调度工作中的实际应用情况,对系统投入使用后所取得的应用效果进行了对比分析。

合理确定热电联产机组中热电分摊比的折合分摊模型

根据(火无)和在热能利用中的不同作用,在系统可用能量分析中引入可用(火无)和折合(火用)概念。在综合考虑热电联产机组供热能量中的可用能占机组总可用能比例的基础上,建立了折合(火用)法热电分摊模型,并以利用系数表示可用(火无)在热能利用中的贡献。对几种典型机组采用不同分摊模型的计算表明,采用折合(火用)分摊模型所得结果处于合理区域,该模型克服了现有其他方法存在的缺陷,具有物理意义明确,较其他方法更为合理,可用(火用)利用系数集中体现了不同机组不同用能过程的特点。

评价热电联产机组经济性的节能比分析方法

通过引入节能比的概念,详细阐述了热电联产机组节能比的物理意义和计算方法,并通过对热电联产机组节能比的计算案例,介绍了其用于热电联产机组经济性分析的方法,通过该方法,可更科学地反映热电联产机组运行节能水平,使不同类型,不同容量,不同运行方式的热电机组建立在同一个基准平台来进行比较,从而更加准确和客观地评价热电机组的运行经济状况,为热电机组开展节能监督,落实节能措施和调度提供有效的参考。该方法是对现有热电联产机组经济性技术指标的重要补充。

基于需求侧视角的天然气分布式热电联产系统节能效益研究

天然气分布式热电联产系统突破了传统集中式供能系统的效率导向型节能模式,形成了与需求侧强耦合的效果导向型模式。基于分布式热电联产系统的节能机理,以供需两侧电力、热力的动态平衡为立足点,针对"以热定电"和"以电定热"2种通用运行模式及其在不同热电比条件下所处5种可能运行状态,提出了分布式热电联产系统相对于不同参照系统节能率的理论表达式。定性和定量分析表明,参照系统的选择对评估热电联产系统的节能收益至关重要。在热电均衡点,联产系统获得最佳节能收益;然而一旦偏离均衡点,则其节能收益与所处运行状态密切相关。此外,系统原动机类型、所处季节工况亦会影响其节能收益。

热电联产热力系统参数与结构方案同步综合

将复杂非线性蒸汽动力系统参数优化扩展到热电联产流程结构和蒸汽参数的联合优化，提出的混合整数非线性规划（ＭＩＮＬＰ）模型包含非凸非线性费用目标函数、复杂非线性过程约束及多方案选择的组合优化０－１变量逻辑约束．应用算例表明，所采用的模型和改进的遗传算法解决热力系统组合方案优化问题是可行的．

热电联产系统的热电分摊机制

针对现有的几种常见的热电分摊机制所存在的问题进行多层次剖析,建立热电分摊的新概念.从能的梯级利用角度分析,在分析法和折合法的基础上建立新的分摊模型,通过数学推导得到损法的数学表达式.损法依据联产系统发电部分和供热部分在能量转化过程中的不同作用以及各自在联产系统相对于分产系统损的减少上的贡献按质进行热电分摊,考虑能量在数量和品质上的差别.与以往的热电分摊模型相比,这种方法概念清晰,物理意义明确,热、电双方均得益,有利于提高热电双方热电生产的积极性.

对热电联产能耗分摊方式的一点建议

本文剖析了目前热电联产能效评价的热量分摊法以及参照标准锅炉方法存在的问题,进而提出同时考虑总热效率和品位的等效电方法,认为应避免盲目地推广背压机和背压的热电联产方式,尤其是不能推广小容量低初参数高背压的背压机组。呼吁应尽快建立科学的热电联产评价标准,从而科学地发展我国热电联产事业。

适用于热电联产系统随机生产模拟的“以热定电搜索”新算法

提出一种适用于各种热电机组随机生产模拟的“以热定电搜索”算法，做了细致的算例研究。文章在建立锅炉、凝汽式发电机组、背压式发电机组和抽汽式热电机组的数学模型的基础上，提出了热电联合等效负荷概率密度函数（ＥＬＰＤＦ）的概念，进而给出“以热定电搜索”算法。最后，给出了机组出力、欠供能量（ＥＥＮＳ）、上网电量等指标的计算方法。附录给出了算法关键部分的流程图。算例研究表明：该算法适用于各种热电联产系统的随机生产模拟；不同的卷积次序。

考虑REGS和可调热电比的综合能源系统优化调度

在“双碳”目标背景下,针对热电联产机组“以热定电”模式导致的弃风问题,文章提出了一种考虑可再生增强型地热系统(Regenerative Enhanced Geothermal System,REGS)和可调热电比的综合能源系统(Integrated Energy System,IES)优化调度模型。首先,构建干热岩提取循环等模型,分析了能量分配系数对于REGS作为源端的热电可调节机理;其次,研究了REGS配合光热电站和热电联产机组耦合运行机制,分析了耦合运行改善热电比的机理,并引入广义机组热电比控制模型;再次,以购能成本、运行成本、运维成本、弃风成本及碳税成本之和最小构建目标函数进行优化求解;最后,利用西北某地区实际数据进行算例分析,验证了所提模型能够提高系统经济性和风电消纳率,减少碳排放。

热化发电率与热电联产节煤量的关系

基于循环函数法,从热化发电率和热电联产节煤量的算法出发,阐明热化发电率与热电厂经济性的关系。分析表明,热电联产节煤量与外部热化发电率以及内、外部热化发电率之比有关,但主要由外部热化发电率决定,外部热化发电率越大,热电厂的经济性越好;当外部热化发电率一定时,内、外部热化发电率之比越大,热电厂的经济性越好。通过具体的算例验证了以上结论。

热电联产机组的热电函数模型研究

在以热定电法的基础上,通过引入热电负荷理论系数对工况图法进行完善,并得出热电函数模型。以某台300MW机组为例进行验证的结果表明,该模型可以较为准确、方便地构建热电机组的热电函数关系,以便热电厂和电网公司对热电机组运行进行调控。

热电联产系统热电分摊方法研究

通过对现有热电分摊法 (热量法和实际焓降法 )分析 ,运用能量有效系数的概念 ,将冷源损失合理分配给双方。该方法克服了热量法和实际焓降法的缺点 。

大型热电联产机组热电分摊比的计算

关于热电联产机组怎样确定热电分摊比,到目前一直都是很有争论的难点问题。然而,在众多的讨论中,都是针对的无再热小型供热机组,对大型再热式供热机组的热电分摊没有确切的介绍。文章从这方面提出了适用于大型再热式热电联产机组的热电分摊比的计算公式,并与无再热机组进行了对比,提出从理论上探讨热与电的合理分配,仍是发展热电联产事业中亟待解决的理论课题。

“热电协同”提升热电联产灵活性

可再生能源被更多利用的大趋势下,风力发电迅猛发展。然而,弃风电现象频发成为风电发展所面临的主要问题。弃风电具有地域上主要发生在北方、时间上主要发生在冬季夜间的特征。弃风电现象与北方供暖季热电联产"以热定电"运行导致发电机组调节能力大幅下降有直接关系。本文从热电供需匹配问题出发,提出在电厂余热回收和增加供热距离的基础上,在电厂利用蓄热装置与电热泵,实现热电厂热电解耦。系统在不减少供热量的前提下,大幅提高了发电调节范围。湿冷机组可在37%~95%额定发电功率范围内调节,空冷机组可在57%~87%额定发电功率范围内调节。且随着采暖季供热负荷下降,机组调节范围可进一步增加。湿冷机组供给87%额定热负荷时,发电功率调节范围可扩大至19%~95%。

AIJ试点项目评估方法研究——商丘热电厂热电联产试点项目

在 AIJ评估中 ,主要的问题包括项目边界 ,基准线的选择 ,温室气体减排量的计算 ,减排增量成本的计算等。本文主要结合商丘热电厂 AIJ项目的具体案例对 AIJ项目评估中存在的这些问题进行研究。该项目的供热基准线是分散式小锅炉 ,供电基准线是河南省电网。商丘热电厂的供热和供电煤耗明显比基准线低 ,从而具有明显的节能和温室气体减排效应。但同时此项目的供热供电成本比基准线高 。

热电联产机组热电成本分摊理论综述

介绍热电联产机组热电成本分摊算法,分析比较每个热电成本分摊算法的优劣,指出现有分摊方法的不足,并提出热电成本分摊理论的进一步发展方向。

分布式热电联产中热电比的确定

分布式供能是国际上近几年发展起来的一种新的能源供应概念和方式。在分布式热电联产系统中,余热锅炉补燃是调节热电负荷的有效手段,选择合适的补燃率有助于提高余热锅炉和分布式热电联产系统的效率。本文基于上海理工大学分布式热电联产实验台的数据,通过与购买市电+单独燃油锅炉供热进行比较,给出了一种确定最佳热电比的方法。