计及灵活经济环保运行的火电-飞轮储能系统容量配置与调频参数协同优化

提出了一种计及灵活经济环保运行的火储系统容量配置与调频参数协同优化方法。首先,设计了一种基于低通滤波自动分配火储功率和考虑储能荷电状态自恢复的火储联合一次调频协调控制策略;综合考虑系统调频性能、投入运行成本、污染物排放等,建立了火储容量配置与调频参数协同优化模型,并给出了基于粒子群算法的求解方法。最后,以某火储系统为例进行仿真验证。结果表明:协调控制策略和协同优化方法具有有效性。

火电机组耦合熔盐储热系统调峰性能研究

为提高火电机组的调峰性能及其灵活性,在某1000MW火电机组中引入了熔盐储热系统,并提出了多种火电机组耦合熔盐储热系统方案。建立了火电机组热力学系统模型,并分析了火电机组在不同耦合方案下调峰容量、调峰深度、耦合系统热效率等,提出了最优的火电机组耦合熔盐储热系统方案。研究表明:储热阶段电锅炉加热熔盐的耦合系统热效率最高,其调峰深度可达到14.45%,与调峰深度最高的抽取主蒸汽联合电锅炉加热熔盐的方案仅相差0.34%;释热阶段取水点从除氧器至1号高加,其耦合系统热效率依次降低,在4号高加入口处取水耦合系统效率最高可达到45.86%;在不同机组负荷下,释热阶段耦合系统热效率随着机组负荷的升高呈上升趋势,耦合系统热效率最高差值为4.45%,机组负荷对调峰系统的耦合系统热效率影响不大。研究结果对火电机组耦合熔盐储热系统调峰具有指导意义。

基于数据驱动的供热条件下火电机组出力范围的研究

为解决北方寒冷地区的供暖问题,火电机组通常需要在冬季时进行供热抽汽。而在“双碳目标”背景下,火电逐渐成为电力系统调节能力供应方的主流,对火电出力范围的研究也愈加重要。本文首先依靠人工智能方法,以机组历史运行数据建立主蒸汽流量、供热抽汽量、排汽量、功率的耦合模型,然后结合机组自身的主蒸汽范围约束和最小排汽量约束,探索出不同供热抽汽量下的火电机组出力上下限。最后结合机组数据验证所提出方法的约束范围可行。

考虑新能源消纳的火电机组多时间尺度调度方法

在火电机组工作过程中,受到新能源消纳能力评估方法的影响,导致调度后机组新能源消纳比例较低,由此,提出考虑新能源消纳的火电机组多时间尺度调度方法。深入分析电力用户的需求响应情况,建立符合电力市场发展需求的调度模型。依托于概率分析算法,设计新能源消纳能力量化评估方法,得到新能源弃电率;结合消纳评估结果,从日前、日内2个尺度设计多时间尺度优化调度策略,按照长时间、短时间2种尺度,根据储能设备变化功率实时修正日内调度方案;将遗传算法与变异交叉操作相结合,获取最优调度解。算例分析结果表明,应用所提出的调度方法后,火电机组的新能源消纳比例有所提升。

用于火电机组二次调频的混合储能系统容量配置优化方法

现代经济与社会发展的同时,对电力的需求也不断增加,并且世界范围内的环境问题、能源短缺问题越来越受到关注,新能源发展迅速,风能、太阳能等可再生能源大规模并网。但由于并网的不确定性、波动性、弱惯性等,不利于电力系统的安全、稳定运行。受响应速度慢、爬坡率低等的影响,传统机组不符合电网的调频需求,需更加优质的调频资源。混合储能系统对火电机组的二次调频可发挥辅助作用,可解决其二次调频能力不足的问题。

大型火电机组现场总线控制系统的设计探讨

基于总结多台600 MW1、000 MW火电机组现场总线控制系统(FCS)应用经验,给出了将现场总线技术用于大型火电机组主、辅机控制系统的设计要点。火电机组控制采用现场总线技术可节省电缆,并且避免了智能现场仪表与智能控制室装置之间的非智能连接,可从现场设备获得丰富的设备运行信息。应用FCS,不可盲目地追求控制范围和功能,而应将设备状态信息、软件二次开发作为设计应用重点。

基于调峰成本的调峰容量调度策略研究

现行的调峰补偿措施均基于调峰机组对系统安全稳定运行的贡献,而忽略了其存在的成本差异。为此,提出基于调峰成本的调峰容量调度策略。首先基于调峰服务所具有的特性,分析火电机组的运行调峰成本;然后基于最优调度的原则构建目标函数,推导出被调度机组的调峰电量影子价格和影子价格均衡值;最后依据这两者之间的比较得到调峰容量的最优调度策略。算例验证了该调度策略的有效性和便于执行的特点。

中期火电开机优化的混合搜索算法

以电网实际需求为出发点,以指定时段内参与计算电站装机利用小时数相等为目标,提出了中期火电开机优化的混合搜索算法。算法包括2步:以启发式思想获取可行初始解;将基于逐步优化算法的纵向搜索和用以跳出局部寻优的横向搜索相互结合进行优化计算。其算法流程简单,收敛速度快,能够避免求解过程陷入局部最优。对云南电网9个电站、27台机组的系统,以实际数据进行计算,结果表明,该算法能够有效地解决中期火电开机优化问题,计算效率和结果精度均能满足生产实际的需求。

发电装机容量与发电量关系研究

报告分析了当前我国新增发电装机容量保持9 000万kW以上的较高规模,而发电设备利用小时却趋于上升的现象,认为由于发电装机结构的变化以及电源建设步伐的放缓,需要通过提高发电设备利用小时来满足提高电力需求的增长。文章提出了有效装机容量的概念,认为电源结构调整尤其是火电比重的明显下降,削弱了装机的有效容量,是导致我国电力供需形势趋紧的重要原因。

我国火电空冷机组发展的4个阶段和装机规模

简单介绍了我国电力中长期发展规划与电源项目。从我国北方7省(区)的煤、水资源分布状况出发,阐述了在这些地区发展节水型火电空冷机组的必要性和有利条件。介绍了1987-2007年间我国已投产空冷机组的情况及2008-2015年间空冷机组的发展规模,并将空冷机组的发展分成4个阶段。我国2015年的空冷机组装机容量将大于100000 MW。

大容量燃煤火电机组热一次风系统设计的探讨

针对大容量燃煤火电机组热一次风系统的主要设计规程中并未结合电力行业的实时情况作出详细规定,结合现场调研,对热一次风系统容量、热一次风系统防爆、冷空气加热系统及热一次风系统总体布置规划等设计内容提出了具体设计方法和步骤,是对相关设计规程的有效补充,可供设计参考使用。

火电机组参与深度调峰提升山西电网新能源消纳能力的分析

分析了山西省供热极寒期供热机组调峰能力、完成灵活性改造机组的深度调峰空间和实际调峰补偿收益以及非供热机组深度调峰空间,利用详细数据说明了在持续接入新能源的大形势下,山西电网机组越早开展灵活性改造,积极参与深度调峰,越能尽快从调峰市场获得收益。

亚临界煤电机组增容提效技术及性能考核试验

为助力国家“双碳”目标的如期实现,对煤电机组进行升级改造已成为国家在能源电力领域的重要举措。以某电厂一台亚临界600 MW煤电机组为例,针对增容提效改造目标,采用先进的AIBT通流改造技术和辅机节能技术对机组实施改造,并对增容提效改造后的煤电机组进行性能考核试验,对比分析改造前后机组的热经济指标。结果表明:机组容量从600 MW增容至630 MW,额定负荷下热耗率降至7726.03 kJ/(kW·h),比改造前降低了500.17 kJ/(kW·h),低于改造目标值;供电标准煤耗降至289.68 g/(kW·h),较改造前降低了7.5%。该亚临界600 MW机组的增容提效改造案例可为煤电机组的安全节能升级改造提供借鉴和参考。

火电机组滑压运行技术分析

随着新能源大规模并网,大功率火电机组逐步参与电网调峰,火电机组传统的滑压运行曲线不能满足深度变负荷运行的安全性和经济性。因此,优化火电机组滑压运行曲线越来越受到关注。本文对火电机组滑压运行的变负荷能力、经济性进行分析。建立了锅炉和汽轮机仿真模型,通过实际滑压运行数据和仿真模型数据对比,对变负荷滑压特性进行分析,确定每个工况下的最优主蒸汽压力,并提出调整燃烧器摆角、烟气挡板开度等可避免变负荷降低主蒸汽压力时出现的壁温超温现象。

大容量火力发电机组快速切负荷功能应用分析

以6台具备机组快速切负荷(fast cutback,FCB)功能的大容量火力发电机组为对象,分析FCB功能实现过程中遇到的问题及改进措施。结果表明:具备FCB功能的大容量火力发电机组可作为电网短期故障情况下的启动电源,机组旁路系统、辅机系统及相关控制系统需要进行优化设计。

基于改进粒子群的火储联合AGC调频控制仿真

维持频率稳定是保证电网安全可靠运行的前提,基于提高电网调频性能、高效利用调频资源的目的,提出了一种基于改进粒子群算法的火储联合自动发电控制(AGC)调频控制方法。方法通过建立AGC调频控制优化模型,采用基于功率变化速率与加速度的动态权重系数,利用改进的粒子群算法来实时优化调频责任分配方式,并制定了储能SOC实时管理方案。通过搭建区域电网调频动态模型,对该方法进行了仿真对比实验,验证了其有效性。文中所述控制方法综合考虑了火电机组和储能系统调频出力特征、储能系统运行特性与可持续性以及不同类型负荷扰动对AGC调频责任分配方式的影响,有效减少了机组损耗,增加了调频补偿收益,在提高电网调频性能的同时保证储能电池持续、高效运行。

容量电价与风光火配比相协调的电源规划

随着我国双碳目标的提出,火电机组将逐渐从发电电源过渡到调节电源,而电能量市场不能体现火电机组作为调节电源的容量价值,已经导致火电企业大面积亏损,亟需建立合理的容量补偿机制,保障火电机组收益,提供有效的发电投资信号。因此,首先分析了当前现有的容量补偿机制及我国容量补偿机制应用现状,提出了一种适应于我国的基于机组有效容量的火电机组容量补偿机制。然后建立容量电价与风光火配比相协调的双层电源规划模型,上层以规划年总成本最小为目标,考虑机组年利润、容量电价等约束,优化电源装机方案及容量电价,下层以典型日运行成本最小为目标,优化典型日机组出力。通过算例仿真验证了模型的有效性,并探究了碳税价格及绿证交易价格对电源规划结果及容量电价的影响。

燃煤汽轮机发电机组背压变化的一次调频能力补偿

针对燃煤汽轮机发电机组一次调频能力受背压影响的问题,为了提高火电机组的一次调频性能,本文在传统汽轮机模型结构BPA的基础上,考虑背压对汽轮机出力的影响,建立了汽被压修正的数学模型。利用上述模型,在Matlab平台对该系统进行了汽轮机一次调频能力研究,分析了背压对汽轮机一次调频能力的影响规律,针对性设计了一次调频能力补偿方案,并进行了仿真验证,结果表明改善了机组一次调频性能,取得了预期的补偿量,对满足电网一次调频运行技术指标要求具有重要意义。

350MW火电机组热电解耦深度调峰技术研究

针对东北地区某350MW火电机组,通过研究抽汽改造、抽汽改造+电极式水蓄热系统、抽汽改造+固体蓄热系统等3种热电解耦技术方案,综合考虑调峰收益、投资成本、占地面积等因素,确定了不同调峰目标下的最优深度调峰改造方案,并对最优方案的调峰收益进行分析。研究得出,综合考虑多种因素,当调峰目标40%时,抽汽改造方案为最优灵活性改造方案;当调峰目标30%时,抽汽改造+电极式锅炉水蓄热系统为最优方案。与抽汽改造方案相比,抽汽改造+电极式锅炉水蓄热系统方案调峰收益显著,年调峰收益比抽汽改造方案增加了223%,有效地提升了机组调峰能力。

基于功率和容量补偿的火/储AGC调频可行性分析与启示

随着“十四五”能源结构优化调整的推进,电网固有调频惯量减少,规模化电化学储能系统投入调频市场,其技术与经济可行性受到业界关注。针对当前AGC调频在功率与容量两种补偿方式下,何种方式更能体现储能性能优势且可越过收益的盈亏平衡点等问题,基于考核与补偿中的关键参量,建立了考虑电池储能系统功率与容量特性的火/储联合AGC调频的功率补偿和容量补偿数学模型,确定两种补偿方式下影响收益的性能特征量,选取调节性能中的爬坡速率为桥接参量,构建了功率和容量补偿单价与爬坡速率间的关联关系,提出了获得同等收益下的功率与容量补偿单价比率,通过补偿单价比率对比分析了两种补偿方式下的测算模型对储能参与AGC差调频性能与收益表征的充分性。算例基于调频需求较大但补偿方式不一的,以功率补偿为代表的广东省和容量补偿为代表的陕西省典型日运行数据,通过仿真计算得出技术与收益测算结果,并进行了比对分析,得出了两种补偿方式下的经济可行性比对结果,为储能在调频电力市场的投资决策提供借鉴与参考。