储热参与电网调峰的技术及商业模式分析

常规热电厂“以热定电”运行模式和新能源发电的随机性及波动性限制了其调峰能力,通过储热技术参与电网调峰可以优化能源系统的配置能力。分别介绍了显热储热、相变储热和化学能储热3种不同储热技术的基本原理、适宜储热材料、优缺点以其未来发展趋势;综述了国内外不同储热技术参与电力系统调峰的策略和实际调峰项目的应用情况。基于储热技术参与电网调峰面临的特殊工况,指出了储热技术参与电网调峰需考虑的安全性、性能匹配、可靠性和经济性四类关键性评判指标;探讨了储热参与电力交易的主要商业模式,包括合同能源管理模式、两部制电价模式和辅助服务市场模式,为储热技术参与电网调峰及其规模化商业运营提供了一定的参考。

基于变流器并网的新能源外送系统功率传输能力评估

光伏、风电等清洁能源广泛采用并网变流器接入电网,评估变流器并网新能源外送系统的功率传输能力,对于保证电网正常及紧急运行工况下的清洁能源持续、稳定外送具有重要意义。该文首先分析无功补偿前后变流器并网系统的功率传输特性,掌握变流器并网系统的安全稳定传输边界。接着,对新能源外送通道开展动态热容量评估,挖掘传输通道潜在传输能力以促进清洁能源消纳。然后,统筹考虑保证并网系统及外送通道安全稳定运行的各类型约束,确定新能源最大外送能力。最后,对算例测试系统中的新能源场站开展最大外送能力评估,算例研究表明:配合无功补偿并同时利用设备动态热容量,可以提升新能源外送能力;不同电网连接强度和运行工况下,限制清洁能源外送能力的主导因素不同,需依据主导因素确定外送功率,才能确保电网的安全稳定运行。

“双碳”背景下受端电网火电机组增加调相功能关键技术

随着新型电力系统推进建设,受端电网逐步形成了高比例可再生能源和高比例跨区直流接入的典型特征。在发生直流闭锁、换相失败等故障情况下,受端电网暂态电压支撑需求骤增。由于同步电源开机占比逐渐降低,动态无功资源缺口逐渐加大。静止无功补偿能力较弱,新建调相机成本较高,利用存量火电机组增加调相功能成为技术经济的最优选择。首先分析了“双高”型受端电网的暂态电压支撑需求和调相机的电压支撑机理,并对国内外火电机组增/改调相功能的案例进行了综述。在此基础上,基于河南鸭河口火电机组增加调相功能工程实践,提出了火电机组增加调相功能的关键技术,开辟了一条面向高比例可再生能源接入的受端电网电压暂态支撑能力和存量火电机组利用率提升的有效技术路径。

火力发电厂热控保护及控制技术分析

随着技术进步和环境法规的日渐严格,热控技术在当前火力发电厂中有着广泛的应用,其能够有效保护火力发电厂的电网系统及各种机组设备,为供电系统的安全、稳定运行提供坚实基础,因此,采取合理的热控保护及控制技术有着重要意义。基于此,结合具体案例,对火力发电厂热控保护及控制技术进行分析和研究,旨在进一步提高火力发电厂的控制与保护效果,以期为相关人员提供参考。

基于火电机组的协同线性自抗扰协调控制策略

针对火电机组与电网换流器间的次同步交互作用引发的电网公共母线处直流母线电压振荡现象,设计了一种基于扰动重构原理的协同线性自抗扰控制策略。根据火电机组与电网换流器的电路连接拓扑模型,列写出公共母线处的数学模型,并分析电压振荡机理。对系统的总扰动进行重构,将扰动分为未知模型扰动与外界扰动,并分别对两者进行估计,形成协同线性自抗扰控制,提高控制器的扰动观测能力与抗扰性。搭建数字仿真模型进行仿真验证,不仅证明了所提控制策略的正确性,而且所提控制策略在暂态下的电压波动量仅为7.5 V(内部扰动)和27.6 V(外界扰动),具有优异的直流母线电压振荡抑制能力。

火电机组并网状态分析管理与预警系统研究

开展火电机组设备的实时运行参数监测,能够对设备存在的异常状态进行及时预警,并且给出相应的预警指导措施,维持火电机组的健康平稳运行,同时也间接维护了电网的稳定。但是在实际的应用中,对于机组并网状态的分析通常具有较强的不确定性,从系统端的物理描述来看,复杂设备的建模存在较大的困难,参数之间的耦合变量较多。文章基于证据驱动相关理论展开的并网状态分析的预警和诊断方法研究,分析了D–S证据理论的基本原理,给出了火电机组并网分析与预警机理,并总结了系统管理与数据分析的功能要点,给出了硬件设备设计的方案,以期为火电机组的高质量设备管理与并网运行提供参考和借鉴。

基于投票加权GS-KNN的离心风机故障诊断

风机作为火力发电的重要辅机,对其进行及时高效的故障诊断,可有效减少停机损失,提高火力发电效率。k近邻(KNN)对非平稳数据样本有良好的分类能力。为了改进传统KNN算法存在的缺陷,构建投票加权网格搜索-k近邻算法(投票加权GS-KNN)故障诊断模型,利用网格搜索完成k值的选取,基于前k个近邻构建与距离值呈负相关的权值投票公式,依据投票得分情况进行故障诊断。使用投票加权GS-KNN模型对离心风机常见的9种运行状态进行故障诊断,拟合k值与准确率的关系,诊断准确率可达到100%。

储能参与电网一次调频的协调控制策略研究

基于飞轮储能辅助火电机组参与电网一次调频,研究了协调控制策略。首先,搭建飞轮储能参与电网调频的系统动态模型;其次,针对电网频率特性及机组调频特点提出火电机组-FESS协调控制策略;最后,根据某发电厂实际运行数据仿真分析协调控制策略,实现对飞轮储能容量的优化配置与调频任务的合理分配。

某火力发电厂非同期并网事故跳闸分析

针对某火力发电厂非同期并网引起机组跳闸,对事故进行了现场调查,深入分析了非同期过程及跳闸原因,并提出了处理防范措施,为避免同类事件再次发生提供了参考价值。

南方电网储能联合火电调频技术应用探讨

文章探讨了南方电网储能联合火电调频技术的应用。首先,介绍了储能联合火电调频的原理,即通过储能系统与火电站相互协作,提升电力系统调频能力。随后,详细分析了储能联合火电调频在电厂储能系统规模、功能、收益估算及实际效果与效益方面的应用。同时,还进行了其他电厂储能运行效益的分析。研究发现,储能联合火电调频技术在提升电力系统调频性能、提高能源利用效率等方面具有显著效益。

储能辅助机组AGC调频一体化协调控制系统方案研究

近年来我国电力领域清洁能源发展迅猛,国内电网电源结构发生了巨大变化,对火力发电机组灵活性要求逐步提高。储能参与常规火力发电机组AGC辅助调频,可以提高发电机组辅助服务水平、增强电网调频能力、增加电厂收益。以西北某电厂储能辅助火电机组AGC调频项目为例,提出了储能辅助机组AGC调频的一体化协调控制系统方案,该系统通过与火电机组多个系统的协调控制,实现对储能辅助火电机组AGC调频系统的集中协调、快速功率控制,从而改善火电机组AGC调节能力,提升发电机组综合调频性能指标K值,提升发电机组AGC调频性能和市场竞争性,以期给类似工程提供参考。

基于热成像技术的支柱瓷绝缘子实时故障诊断研究

针对人工进行支柱瓷绝缘子故障检测危险系数高的问题,本文提出一种基于热成像技术的支柱瓷绝缘子实时故障诊断方法。该方法以支柱瓷绝缘子红外图像二值化分割作为特征提取,引入灰度中值滤波进行预处理操作,构建高斯核支持向量机分类架构,最终实现支柱瓷绝缘子的故障诊断。结果表明:该诊断方法不仅能很好地完成支柱瓷绝缘子的故障监测工作,还提高了检测效率与准确率。

宁夏火电机组发电能力在线评价平台建设与实践

受电源结构有效装机容量不足影响,火电机组调峰深度不断加大,而当前电网调度机构依靠人工上报方式获取火电机组发电能力信息,存在数据提供不准确、数据获取不及时的问题,且火电机组出力受阻、非停、检修情况真实性核查手段单一。对此,进行火电机组发电能力在线评价平台建设,全方位动态监测火电机组运行信息状态,实现机组发电能力精准超前预测与事故在线远程分析,全面提高调度机构对火电机组的运行管控能力。

引入抽水蓄能后电网煤耗分析

以纯火电电网为研究对象,分析日调节型抽水蓄能机组加入电网后,整个电网煤耗的变化,得到日节煤量计算公式,并具体分析公式中每一项的变化因素。以某实际电网为例计算得到抽水蓄能电站加入后电网的节煤量,进一步总结了影响其节煤量的主要因素。

基于热电风电协调调度的系统日调峰能力分析

提出一种热电风电协调调度方法,以热电联产机组和水源热泵作为联合热源,通过联合热源与风电出力的协调控制,减少等效风电出力波动性。该方法以风电出力波动最小为目标,将热源与采暖终端用户之间的供暖热水管道传输距离转化为输送时间,并将其作为热电风电协调调度的关键参量。计算了系统日调峰不足率,该指标反映了风电并网出力随机性对电网日调峰能力的影响,也验证了协调调度方法对减少风电波动和增加风电并网容量的有效性。

采用蓄热技术扩大供热机组调峰裕度的研究

本文介绍了国内外蓄热技术的利用情况,并且针对蓄热技术在热电厂供热方式转变中的应用进行了详细的研究。提出了增大供热机组冬季调峰能力的方法。通过该方法供热机组冬季能够大容量参与电网调峰,为更好地保证冬季稳定供电、节能降耗以及大量接纳风电提供了一种可行的措施。

计及动态热定值的配电网可靠性分析

架空线路传输容量限制是影响配电网可靠性的重要因素,动态热定值可有效挖掘现有配电线路的热载流能力,提高配电网运行的可靠性。为此,该文基于CIGRE标准计算架空线路实时气象条件下的最大允许热载流量,采用序贯蒙特卡罗方法抽取系统状态,建立考虑线路动态热载流限制的状态分析模型,通过比较基于静态热定值和动态热定值的系统可靠性指标,量化动态热定值产生的可靠性收益,并在此基础上分析了动态热定值时间尺度(按小时、按周、按月和按季度)的不同对其产生经济效益的影响。通过算例验证了模型的合理性,其结果表明动态热定值可显著提高配电网的可靠性收益。

电网火电机组在线节能发电调度方法和策略探讨

针对电网采用火电机组在线供电煤耗监测系统进行节能发电调度的方式,分析了监测系统测量不确定度对负荷调度结果的影响。根据各种容量及参数的机组供电煤耗特性和当前在线供电煤耗监测现状,提出了按照高准确度的性能试验结果优化机组运行组合和依据在线供电煤耗监测结果进行机组间负荷分配的策略。

火电机组多机微网多工况控制策略及仿真建模研究

为解决现有火电机组控制策略在微网运行下不能完全适用的问题,本文以3台350MW火电机组在微网中运行为例,对微网运行进行分析建模。结合机组微网运行特性,提出了放开一次调频上下限、增加无差调频回路以及OPC动作逻辑改进等措施,并进行了模拟仿真。仿真结果表明,当火电机组在微网运行时,与现有控制逻辑相比,上述改进措施在机组负荷发生较大波动时可有效保持网频的稳定。本文可以为火电机组微网运行控制策略优化提供参考。

用于电网中长期分析的超(超)临界火电机组建模

大停电事故表明,电网中长期稳定性对现代互联电网更为重要。超(超)临界机组在中国火电装机容量中的占比飞速增长,建立适用于电网中长期稳定性分析的超(超)临界机组数学模型具有重要的意义。推导了描述超(超)临界机组动态特性的物理方程,建立了简化的非线性传递函数数学模型,并采用某1 000 MW超超临界机组的实测数据对该模型进行了参数辨识和模型验证。结果表明:所建立模型仅有12个模型参数,可方便地通过实测数据的参数辨识获得,所建立的1 000 MW超超临界机组数学模型及其辨识得到的参数与实测结果相比具有较高的精度,适合于大规模电网的中长期稳定性分析。