双碳目标下高温气冷堆替代中小型火电的思考

碳达峰碳中和是我国一项重要的国家战略决策,“双碳”目标的提出给能源行业带来了深刻的变革,我国能源结构将进一步优化,电力行业必须实现低碳转型,新能源取代火电已成为必然。本文分析了新形势下火电企业面临的巨大挑战、发电规模受到限制、经营成本不断上升,尤其是中小型火电机组,面临着淘汰和关停的局面,而高温气冷堆具有固有安全性、发电效率高、用途广泛的显著特点,使其替代中小型火电成为可能。本文通过厂址适应性、技术可行性、经济可行性三方面,分析了高温气冷堆替代中小型火电的可行性,并从相关法律法规适用性、内陆厂址所带来的问题、开展公众沟通等方面提出建议。

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。

关停小火电机组对“十一五”规划电网的影响分析

大多数小火电机组处在电网的负荷中心,对电网起着提供灵活有功和无功电源的作用。通过分析可知,按照要求关停的小火电规模,对国家电网公司经营范围内的"十一五"电网规划总体影响不大,对局部电网供电能力、网架结构、动态无功和网损将产生一定影响,需要增加部分配套的电网建设项目和适当调整原规划中某些电网项目的建设时序,以满足"上大压小"方案实施后安全、可靠供电的需要。

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。

“十一五”期间小火电机组关停对广东电网影响研究

在阐述了广东省安排的小火电机组关停规模及分布的基础上,结合目前电源和电网建设及运行情况,从满足安全供电的角度,对"十一五"后三年规划电网的适应性及电源调峰能力进行分析,研究小火电机组关停对广东电网安全稳定运行的影响,并提出相应的措施和建议。

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。

小型热电站热力系统计算的结构表示法及应用

将小热电热力系统的结构作为函数,通过系统各组成单元的结构分析,确定了与结构函数相关的自变量,进而提出了一种新的系统结构表示法。在此基础上,制订了适当的计算方法,编制了决策装机方案的热力系统计算软件。从而,提高了小热电系统可行性研究决策的速度及准确性。

关停小火电机组对电网的影响及对策

分析了关停小火电机组对湖北电网的影响,结合电网改造、电源结构调整,提出相应措施,确保关停小火电机组后能够保持正常电力供应,为电网调度和运行部门提供参考。

云南节能发电调度运行问题及思考

在电力系统方面,节能发电调度已成为智能电网建设的重点。但由于地区、环境等因素,节能调度不能单纯的通过削减火电来完成低碳生产,结合云南实际分析了火电机组关停的影响,电力市场机制和效益指标,相应的为节能发电调度决策提供参考因素和指标,优化调度机制。

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。