考虑火电对空气质量影响的机组检修计划与电能分解方法

发布时间：2019-09-18 05:26

【摘要】：火电厂排放的大气污染物对人居环境的影响与其时空分布特性有关。文中基于人居环境空气质量指数(AQI),通过对火电机组污染物排放和扩散特性的分析,建立了评估火电污染物对人居环境影响程度的指标——AQI影响系数。在检修期备用容量满足导则等要求的前提下,提出了一种根据影响系数排序结果确定机组检修计划的方法,以及一种考虑现有各月AQI分布的火电机组年度合同电能分解方法,在优化重点月份AQI分布的同时兼顾能耗指标考核要求。算例表明,所提出的方法简便有效,能够调控火电机组AQI贡献值的年度分布状况,并可缓解重点月份空气污染程度。
【图文】：

概率分布,风向,概率分布,主导风向

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｅｐｓ－ｉｎｆｏ．ｃｏｍ１．１污染物扩散模式火电厂大气污染物通过烟囱口排放，可视作点源扩散模式。污染物排出后，其对人居环境ＡＱＩ贡献额的影响因素，有电厂和人居环境相对位置（角度和距离）、气象条件（风速和风向）以及大气稳定度等。其中，最主要的因素为风的确定。１．１．１主导风向的确定方法本文内容涉及长周期问题。在年度时窗内，风速、风向分布比较稳定，易由历史数据统计得出各月（季或其他时段）的概率分布。气象学一般将风向分为１６个方向（详见附录Ａ图Ａ１）。以北京地区１９５１—２００９年的日平均风速、风向数据（源自中国气象网）为例统计的结果列于附录Ａ表Ａ１。其中，５月的风向概率分布示于图１。图１５月的风向概率分布Ｆｉｇ．１ＷｉｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎＭａｙ由图１可见，５月存在主导风向１０（ＳＳＷ），其所占比例很大，且以其为中心向两侧风向呈类正态分布。分析其他月份，也有类似结果。因此，在实际应用时，可近似用主导风向代替月平均风向。北京地区平均风速和主导风向分布列于附录Ａ表Ａ２。１．１．２高斯扩散模式应用高斯高架连续点源模型（见附录Ｂ图Ｂ１），代入多年统计的平均风速和主导风向，可计算不同位置火电厂影响不同人居环境后的污染物扩散浓度：Ｃ（ｘ，ｙ，ｚ，Ｈｓ）＝Ｑπｕσｙσｚｅｘｐ－ｙ２２σ２（）ｙｅｘｐ－Ｈ２ｓ２σ２（）ｚ（１）式中：Ｃ（ｘ，ｙ，ｚ，Ｈｓ）表示空间坐标为（ｘ，ｙ，ｚ

分布情况,火电,贡献值,分布情况

ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｅｐｓ－ｉｎｆｏ．ｃｏｍ４．３检修计划制定结果设系统各月负荷系数列于附录Ｃ表Ｃ４。各月污染严重程度排序结果列于附录Ｃ表Ｃ５。应用ＡＱＩ影响系数排序法，得各月剩余容量、排除火电检修机组容量和水电检修后的剩余容量情况，列于附录Ｃ表Ｃ６。检修计划制定结果列于表２。表２机组检修计划结果Ｔａｂｌｅ２Ｇｅｎｅｒａｔｏｒｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ检修月份机组电厂检修时窗开始日期检修时窗结束日期检修计划开始日期检修计划结束日期１１１３５１９９１９１５５——２０２６２１３１２８１２１１７６——２７３１３１２１１１０１７１３２１１０１７１４５——１７２３１６６——２７３１１０１１５２９１９２９４７２１０２８１５２８６４１１９１１４５２４１１３１１６３１３２１１３１１６３１６５４１１９１１４１０８１４２２５１８９２４２２５１８１２４３６２６６２１由表２可知，污染较重的１月、１２月、２月均有部分影响系数较大的机组检修，说明方法起到了减少污染程度的作用。同时，虽然１１月份和１２月份污染严重，但因其负荷率较高，故检修容量并不大，，１１月甚至无机组检修；对负荷率较低的４月，污染程度并不突出，其检修总容量最大。这说明，方法虽追求火电对人居环境ＡＱＩ综合影响程度的最小化，但仍须满足备用容量要求，是对传统只在或优先在备用裕度最大的季节（负荷低谷季节）安排检修方式的一种提升。４．４电能分解结果该地区各月ＡＱＩ分布见附录Ａ表Ａ５、各机组各
【作者单位】：哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51377035)~~
【分类号】：TM621

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