深度调峰背景下火电机组热电解耦技术路径对比分析

新能源发电在出力和发电负荷上具有波动大、不稳定的特点,为解决新能源机组上网后带来的上述问题,利用多种热电解耦方式对火电机组进行改造,并对不同技术路径进行对比分析,探究火电机组解耦潜力与调峰能力。采用EBSILON Professional软件进行模拟仿真,对不同热电解耦方案下调峰负荷空间进行评估和对比分析。计算结果表明,低压缸零出力热电解耦改造方案可以使机组的调峰能力得到最大的改善。在原最大供热负荷304.60 MW下,最小发电量下降172.21 MW,最低电负荷率下降32.70%。火电机组经过热电解耦改造可显著提高热电机组与新能源机组的协调调峰能力,提高发电单元整体发电的稳定性。

计及碳交易的热电联产-储热-电锅炉风电消纳策略

为解决传统热电联产机组的热电耦合特性以及冬季采暖期间弃风消纳问题,提出了计及碳交易含储热热电联产机组和电锅炉联合运行的弃风消纳策略。首先将储热设备、电锅炉与热电联产机组联合运行来满足系统所需热负荷,从而提高热电联产机组电调峰能力。其次,为进一步控制碳排放量,引入阶梯式碳交易与优化电锅炉运行模式,兼顾系统运行成本、弃风消纳量以及碳排放量,构建计及碳交易的热电联产-储热-电锅炉风电消纳模型并进行求解。最后,以IEEE-30节点为例进行算例分析,结果表明所提策略能够有效促进风电消纳、减少碳排放量且有效降低系统运行成本。

多类型小容量火电机组热电解耦潜力与经济性对比评估

【目的】新能源发电存在输出功率和发电负荷的大幅波动和不稳定性问题,对电力系统稳定运行造成一定挑战。小容量火电机组热电解耦后参与电力系统整体运行,可提高电网调度效率与系统安全性,为此,采取多种热电解耦技术对3台小容量火电机组进行改造,并对各种技术路线进行了比较研究。【方法】通过使用EBSILON Professional软件进行模拟实验,对各种热电解耦方案在调峰负荷方面的潜力进行了评估和对比分析,并对改造后的经济性进行分析。【结果】水冷背压式机组热电解耦潜力空间较大,较其他机组有着明显优势,热泵改造机组最大供热下日利润提高217.18万元。随着抽汽热负荷变化,水冷凝汽式机组热电解耦潜力变化整体趋势平缓,最易控制,热泵改造机组最大供热下日利润提高202.25万元。空冷凝汽式机组热泵改造最大供热下日利润提高26.13万元。【结论】经过热电解耦升级的火电机组,能够大幅增强其调峰效果,热泵改造能有效提高日利润,从而提升整个发电系统的稳定性和发电效率。

含碳捕集及电制热负荷的综合能源系统优化调度

调节控制负荷侧协同消纳新能源是新型电力系统下的关键技术之一。考虑到热电联产机组的以热定电工作方式,加剧了热电耦合效应,提出了利用碳捕集技术辅之电制热负荷为热电联产机组提供辅热的优化调度策略。首先,分析多元系统电力电量平衡关系,建立碳捕集设备和热电联产的运行特性模型;其次,考虑碳捕集和电制热负荷无极调节优势及运行边界,建立了考虑弃风成本、碳交易成本的含CHP-CCS的综合能源系统优化调度模型;最后,以中国北方某城市冬季供暖期为例,利用CPLEX进行数值分析。仿真结果表明,该方法能够提升系统经济性和新能源消纳率,同时达到了减少碳排放量的目的。

供热管网电预热安装无补偿敷设设计及施工要点浅析

本文介绍了某县城供暖热源由热电联产集中供热替代原燃煤锅炉热源,有效发挥经超低排放的热电联产集中供热的经济性、环保性、能源可靠性等优势。新建零次侧供热管网自电厂换热首站接至原热源厂内新建隔压泵站,敷设长度约2*10 km,管网管径为DN 800。供热管网敷设途中穿越高速、公路、泾河某支流、排洪沟等特殊地段,根据要求提出了相应的管网敷设解决方案和顶管用保温一体化滑动支架。根据团体标准《长输供热热水管网技术标准》,计算确定了电预热安装设计温度为56℃,供热管网设计和施工整体采用电预热安装无补偿敷设和分布式光纤泄漏监测系统,可以有效保障供热管网长期安全、可靠和经济运行。

300 MW循环流化床热电联产机组深度调峰分析

在保证供热需求和机组安全稳定运行的前提下,通过锅炉燃烧调整、供热抽汽阀门开度调节、环保参数控制等手段,将某机组供暖期间的最低技术出力由50%额定负荷降低至45%额定负荷,利用现货交易规则电厂在45%额定负荷时段获得了比50%额定负荷时段高的售电收益,同时降低了燃料和环保支出。但因为机组出力过低带来了一些问题,例如供热抽汽量受限、不完全燃烧热损失增大等,针对这些问题,提出了相应的应对措施,以保证机组安全运行。

热电联产锅炉炉水电导率超标分析及处理

避免不合格盐水渗入冷凝水,本文对井矿盐热电联产锅炉水电导率异常的可能来源进行了综合分析,从制定应急预案、加强机组排污、锅炉回水监测及自动采样系统查漏补缺、完善锅炉自动采样系统、做好药品验收及改进化验技术等五个方面采取措施进行应对和治理,从而确保制盐预热器设备完好及运行参数稳定。

基于调度需求的多机组耦合电锅炉优化配置及运行分析

电锅炉作为大功率电热转换装置,成为提升火电机组运行灵活性、促进新能源电力可靠消纳的有效技术方案之一。提出了此类项目中电锅炉容量、储热容量的配置核算原则,并以企业经济效益最大化为原则,考虑电网调峰深度调度限值因素,建立系统优化运行参数、运营经济性评价计算模型。结合东北地区某热电厂多机组系统的实际情况,综合分析得出了该项目最佳的电锅炉配置容量为300 MW,储热容量为17 MW·h,同时提出全厂优化运行方案。结果表明:案例电厂在30%调峰深度限值工况下,每个采暖季可新增调峰收益约13 953万元,项目投资回收期约5年;在可预见的未来,该项目将具备长期盈利能力。

计及碳排放约束的农渔互补温室综合能源系统优化调度

农渔互补的温室综合能源系统具有不确定性,采用传统电热分离方式、输配电网分级调度的运行模式已经难以实现全局最优的运行策略,还会降低能源阶梯利用率与经济环境效益。为了提升系统新能源消纳和多能互补能力,本文提出了考虑动态响应特征的农渔互补温室综合能源优化调度策略。首先建立综合能源系统关系矩阵,将碳交易模型引入农渔互补温室综合能源系统,调控系统整体的环保性,其次构建源荷储综合能源系统优化模型,提出了满足温室动态需求以及需求侧生活的分层运行架构,最后通过仿真算例进行验证,结果表明,本文调度策略能够减少设备供能压力以及碳排放量,优化系统运行,从而提高系统经济性及环境效益。

350MW超临界机组热电调峰特性分析

打破燃煤热电联产机组热、电两类产品间存在的刚性约束是提升机组调峰能力及对新能源发电量消纳能力的关键。以某2×350MW热电联产机组为研究对象,分析了机组现有3种供热方式下的热电调峰特性,给出了不同锅炉负荷及不同背压下的热电可调域。计算分析了增设高低旁供热系统的热电调峰能力。高低旁供热下机组在相当大的供热调节范围内均可保持极低的发电量,在发电量为46.2MW的深度电调峰状态下,机组仍然保有349MW的供热能力,机组热电调峰能力显著提升。

风光互补电醇联产系统的容量优化配置

为推进清洁能源多领域应用,从而实现“双碳”目标,提出了一种风光互补电醇联产系统。以新型电醇联产系统的年收益最大为目标函数,建立风光容量配比优化模型。选取内蒙古某地风-光-氢能生产基地的真实历史数据,对该系统进行仿真,并展开能量分析、经济性分析。新型风光互补电醇联产系统经过合理的风光容量优化配置和协同优化后,可以利用氢能的储能优势,保证甲醇合成设备在40%最低负荷率以上持续稳定生产。仿真结果表明,当光伏容量为25.4 MW、风电容量为74.6 MW时,新型电醇联产系统的弃电率降为2.9%,大幅提升了对新能源电力的消纳能力。此时,系统的全年净收益为1773万元,相比只有风电运行时的净收益提升了6.6%。该研究为风光氢醇多能互补提供了一条可行的技术路线,同时收获了良好的经济效益与环境效益。

碳基光热材料用于同时产生蒸汽和发电

太阳能驱动的界面水蒸发(SIVG)技术是一种新兴的淡水生产技术,具有低能耗、环保、高效等优点。碳基光热材料(CPTMs)因其优异的光热转换性能,可以在SIVG过程中引入温度和盐度梯度,为SIVG系统中蒸汽和电力的产生提供巨大的潜力。本文综述了用于清洁水和发电的各类CPTMs的研究进展。在阐述SIVG的基本原理和关键评价指标的基础上,重点评述了包括氧化石墨烯、碳纳米管、碳点和炭化生物质材料在内的各种CPTMs的光热和SIVG性能,并对水电联产的研究现状进行了分析,提出了应对挑战的策略,旨在为用于同时产生蒸汽和发电的多功能碳基光热材料的发展提供一些指导。

基于柔性电热负荷需求响应的热电联供微电网双层优化

在大力发展可再生能源的背景下,为协调上层综合能源系统与下层电热负荷需求之间的利益关系。首先,提出一种动态定价机制,深入探索上下层潜在交互能力,系统上层给出各类能源价格,价格传递给下层后,由下层优化各机组出力,实现多利益主体互利共赢。其次,通过考虑柔性电负荷和柔性热负荷灵的综合需求响应能力,实现可再生能源更好的消纳。最后,采用CPLEX对双层模型迭代求解,验证所提模型及算法的有效性。

330 MW机组电动给水泵变频改造及电液并存调速控制策略研究

某330 MW机组电动给水泵采用液力耦合器调速,为了降低给水泵耗电量,对给水泵进行变频改造。介绍电动给水泵保留液力耦合器电液并存调速的改造方案,并研究该方案下给水泵工频与变频并列运行的控制策略,实现给水泵“双工频”“双变频”“一工一变”多种运行方式的灵活切换和稳定运行。实际工程应用中通过设置给水泵系统运行状态和完善备用泵联锁逻辑,实现给水泵变频改造后多种运行方式的灵活切换以及故障状态下给水系统的稳定运行,并有效解决工频泵与变频泵并列调节运行时容易出现转速偏差大、2台泵出力不均导致抢水的问题。机组运行数据表明,改造后年均厂用电率下降约0.51%,节电效果明显。

Economic Optimization Dispatching Strategy of Microgrid for Promoting Photoelectric Consumption Considering Cogeneration and Demand Response

A system combining photovoltaic power generation and cogeneration is proposed to improve the photoelectric absorption capacity. First, a time-of-use price strategy is adopted to guide users to change their electricity consumption habits for participation in the demand response, and a demand response model is established. Then, particle swarm optimization(PSO)is used with the aim of minimizing the operation cost of the microgrid to achieve economic dispatching of the microgrid. This considers power balance equation constraints, unit operation constraints, energy storage constraints, and heat storage constraints. Finally, the simulation results show the improved level of photoelectric consumption using the proposed scheme and the economic benefits of the microgrid.

现代设施农业新能源高温固体氧化物燃料电池发展展望

高温固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cells,SOFC)是前沿的清洁能源转换技术之一,也是可为设施农业能源同时提供所需的热、电和二氧化碳气肥理想的能源装置。从现代设施农业能耗和SOFC热电联供特征方面,系统阐明了SOFC能源系统和设施农业耦合的可行性及广泛的应用前景。性能稳定、低成本的SOFC系统可以从根本上解决我国农业大棚的能耗高、热效率低、环境污染等严重问题,同时为SOFC产业提供巨大的市场。

“双碳”目标下某热电联产项目上游市场影响分析

“双碳”目标下,热电联产由于具有一定的多能互补特性,成为未来煤电机组的优化转型方向。煤电机组的上游市场煤炭供应,将通过煤电价格传导机制影响热电联产项目的长期运营效益,最终对热电联产项目的建设和投资产生长远的影响。结合电力体制改革政策要求,建立统一开放、竞争有序的电力市场体系是未来电力改革发展的趋势,也是服务实现“双碳”目标、构建新型电力系统的重要措施。基于对某热电联产项目的上游市场(煤炭市场和煤电价格传导机制)进行梳理分析及研判,并在此基础上分析项目长期运行的经济性,最终总结该热电联产项目面对上游市场的波动有着较好的经济效益。

含热电联产和风电机组的电网节能调度

针对采暖供给侧和需求侧,给出了一套基于智能电网的调度系统:包括某省级电网热电联产机组远程调度子系统和终端采暖负荷远程控制子系统。提出由电力驱动空调热泵分担部分热水式散热器的采暖负荷,据此减少采暖热水供给,增加采暖电力负荷。这就直接导致了电网内总电力负荷的增加和总采暖热水负荷的减少,改变了热电负荷的比例。基于新的采暖热水和电力负荷约束,建立了优化调度数学模型,实现了对热电联产机组和风力发电机组的节能调度。最后,基于我国现行电价和供暖热价,以确保各参与对象的经济利益不变为前提,讨论了风电的上网电价,证明了该方法的经济可行性。

分布式能源系统的研究现状与应用前景

在能源结构调整中,分布式能源系统引起了世界能源界的广泛关注,在大电站和电网能基本保证供电的情况下,分布式能源系统与中心电站相结合,对于保障重要用户的电力供应有极好的作用。对分布式能源系统的概念和优势、应用领域及其在我国的发展前景作了比较详细的研究和介绍。

有蓄能的联供系统超结构优化配置

将蓄能装置引入到基于超结构方法的分布式联供系统优化配置混合整数线性规划模型之中,所得模型可实现系统结构和运行同步优化、各设备与蓄能装置同时优化,采用分枝定界法结合单纯形算法实现对模型的求解。通过研究案例,验证了计算模型和求解方法的可行性和有效性。计算结果亦表明,联供系统中引入蓄能装置可以减小系统内其它制冷设备的容量;在分时电价体系下引入蓄能装置可以部分解除冷热负荷与发电机组之间的强耦合关系,使联供系统运行更灵活,并降低供能成本和能耗;在不同的典型日内蓄能装置的优化运行规律不同,取决于电价、负荷需求等。