含光热—热电的电—热综合能源系统低碳经济调度研究
发布时间：2021-10-23 03:08
“三北”地区在冬季,存在着严重的电热需求冲突、大量弃风和环境污染现象,主要是由于热电联产机组在冬季供暖期负责供暖任务,并且热电联产机组本身存在“以热定电”的刚性约束,导致风电的并网空间不足。同时,燃煤机组的高出力,导致化石能源的大量消耗并产生污染环境的气体和其他废物。因此增大风电等新能源的并网空间、减少碳的排放将是未来电力行业的发展方向。本文针对这一课题,兼顾电-热综合能源系统的电源侧和负荷侧,对其进行源荷协调调度研究。首先,构建电-热综合能源系统模型。分析热电联产机组运行特性和光热电站运行机理,探究热电联产机组造成系统灵活性不足的原因。光热发电是近年来新兴的太阳能发电形式,具有与火电相媲美的调节特性,发电过程清洁环保。在此基础上,对综合能源系统中光热电站和热电联产机组联合运行特性进行分析,并得到联合运行时的数学模型和联合运行时光热电站的运行模式,作为后续研究的理论基础。其次,引入碳交易机制,以火电机组运行成本、热电联产机组运行成本、风电运行维护成本、光热电站运行维护成本和碳交易成本构成的综合成本最低为目标,构建含光热-热电的电-热综合能源系统低碳经济调度模型,旨在对热电联产机组进行热...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１电－热综合能源系统结构图??－７?－??
是从汽轮机中间级抽取部分蒸汽用于热负荷供给，供热汽流是经过??汽轮机前半部分做功后，从汽轮机抽汽点抽出进行供热；凝汽气流是经过汽轮机后半部??分后继续做功，最后排入凝汽器进行冷却。若给定进汽量，随着抽汽量的不断增大，凝??汽气流随之减少，则机组的电出力降低。所以抽汽式机组相较于背压机组，灵活性和调??节能力较强，可以同时在较大范围内调节电出力和热出力，但是热电综合效率较低，一??般适用于负荷变化较为频繁、变化幅度较大的热电厂中。??本文以抽汽式热电机组的运行特性进行分析，其电热特性如图２－２所示。??电功率??．．．??－？？？？？?？？?？■５??、、、＇?．．?ｉ??｜?；??，丨?！?！????｜?｜?，????Ｐｈｏｎｅｄ?Ｐｈ?＾ｈｊＢａｘ?热功率??图２－２抽汽式热电联产机组电热特性??热电联产机组“电热特性”，即发电功率Ｐｅ和供热功率Ｐｈ之间的耦合关系，能够很??好地体现出其运行的外特性。图中／Ｖｍａｘ、Ｐｅ．ｍｉｎ表示机组在纯凝气工况下的最大、最小发??电功率；／Ｖｍｅｄ为机组的电功率最小时所对应的热功率；Ｐｈ．?ｍａｘ为机组所能输出的最大热??功率；Ｃｖ为当机组进汽量不变时，多抽取单位供热量所对应的发电功率的减小量；Ｃｖｌ、??－８?－??
电功率的范围不断减小，达到最大供热功率Ａｍａｘ后，机组的调节能力变为〇。??２．３．２配置储热的热电联产机组运行特性??对于风电并网比例较大的地区，由于传统热电联产机组“以热定电”的运行约束限??制，调节能力较差，使得风电的上网空间不足，产生大量的弃风。为增大热电联产机组??的调节能力，增大风电的上网空间，就需要解耦热电机组“以热定电”的约束，为热电??联产机组配置储热成为解决该问题的一项有效措施。??储热装置是能够对热量进行储存，并且吸收其他热源放出的热量或对外放热的装??置。如图２－３所示，热电联产机组输出的热功率Ｐｃｈｐ可以直接对外进行供热，也可储存在??储热装置中。当电负荷较小时，为消纳风电，需降低热电联产机组的电出力，此时储热??装置发出热量，来满足供热需求。??。电出力??热电联产机组??｜—?????Ｔ￣热出力??图２－３配置储热的热电联产机组运行模式??对配置储热的抽汽式热电联产机组的运行特性进行分析，其电热特性如图２－４所示。??电功率１??ｒ?Ｉ?ｉ?ｉ??Ｉ?｜?｜??ｌ?Ｉ?｜??ｌ?｜?｜??ｌ?｜?｜???Ｉ?！?ｉ?｜?；?Ｉ?＾??Ｐｏｕｔ?尸ｈ＿ｌｔ?尸ｈｊｎｏｄ?Ｐｂ?／’ｈｊｎｕｘ?尸ｈ＿ｍ？＋尸ｏｕｔ?热功率??图２－４配置储热的抽汽式热电联产机组电热特性??当储热装置放出的热量为八《？时，对于某个发电功率，其供热功率会在原有的基础上??增大Ｐｗ，如对于发电功率为户Ｂ时，对应的最大供热功率会由Ａ．?ｍａｘ增大为Ｐｈ．?ｍａｘ＋Ｐ０Ｕｔ，??－９?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑直接负荷控制不确定性的微能源网鲁棒优化运行[J]. 朱兰,牛培源,唐陇军,杨秋霖,姬星羽. 电网技术. 2020(04)
[2]考虑热网传输延迟的电-热综合能源系统鲁棒区间优化调度[J]. 陈厚合,张厅,张撼难,张儒峰,王鹏宇,李凌. 广东电力. 2019(10)
[3]基于热电联产运行模式的光热发电调峰策略[J]. 董海鹰,房磊,丁坤,汪宁渤,张珍珍. 太阳能学报. 2019(10)
[4]含热电联供型光热电站与建筑相变储能的离网型综合能源系统[J]. 孙士茼,汪致洵,林湘宁,童宁,刘畅,随权,丁苏阳,李正天. 中国电机工程学报. 2019(20)
[5]考虑柔性负荷响应不确定性的多时间尺度协调调度模型[J]. 赵冬梅,宋原,王云龙,殷加玞,徐春雷. 电力系统自动化. 2019(22)
[6]碳排放权交易机制对全球气候治理有效性研究——低碳经济学术前沿进展[J]. 王璟珉,窦晓铭,季芮虹. 山东大学学报(哲学社会科学版). 2019(02)
[7]基于碳交易的含大规模光伏发电系统复合储能优化调度[J]. 车泉辉,吴耀武,祝志刚,娄素华. 电力系统自动化. 2019(03)
[8]基于成本最优的含储热光热电站与火电机组联合出力日前调度[J]. 崔杨,杨志文,仲悟之,赵钰婷,叶小晖. 电力自动化设备. 2019(02)
[9]计及需求响应的光热电站热电联供型微网的优化运行[J]. 王佳颖,史俊祎,文福拴,李继红,张利军,徐晨博. 电力系统自动化. 2019(01)
[10]计及需求侧响应和热/电耦合的微网能源优化规划[J]. 宋阳阳,王艳松,衣京波. 电网技术. 2018(11)
博士论文
[1]电力系统发储共体电站运行优化及储能容量配置研究[D]. 王永灿.华中科技大学 2019
硕士论文
[1]基于成本最优的含光热发电多源联合并网调度策略研究[D]. 杨志文.东北电力大学 2019
[2]电力用户参与需求侧响应模型研究[D]. 韩明序.江苏大学 2017
本文编号：3452355
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１电－热综合能源系统结构图??－７?－??
是从汽轮机中间级抽取部分蒸汽用于热负荷供给，供热汽流是经过??汽轮机前半部分做功后，从汽轮机抽汽点抽出进行供热；凝汽气流是经过汽轮机后半部??分后继续做功，最后排入凝汽器进行冷却。若给定进汽量，随着抽汽量的不断增大，凝??汽气流随之减少，则机组的电出力降低。所以抽汽式机组相较于背压机组，灵活性和调??节能力较强，可以同时在较大范围内调节电出力和热出力，但是热电综合效率较低，一??般适用于负荷变化较为频繁、变化幅度较大的热电厂中。??本文以抽汽式热电机组的运行特性进行分析，其电热特性如图２－２所示。??电功率??．．．??－？？？？？?？？?？■５??、、、＇?．．?ｉ??｜?；??，丨?！?！????｜?｜?，????Ｐｈｏｎｅｄ?Ｐｈ?＾ｈｊＢａｘ?热功率??图２－２抽汽式热电联产机组电热特性??热电联产机组“电热特性”，即发电功率Ｐｅ和供热功率Ｐｈ之间的耦合关系，能够很??好地体现出其运行的外特性。图中／Ｖｍａｘ、Ｐｅ．ｍｉｎ表示机组在纯凝气工况下的最大、最小发??电功率；／Ｖｍｅｄ为机组的电功率最小时所对应的热功率；Ｐｈ．?ｍａｘ为机组所能输出的最大热??功率；Ｃｖ为当机组进汽量不变时，多抽取单位供热量所对应的发电功率的减小量；Ｃｖｌ、??－８?－??
电功率的范围不断减小，达到最大供热功率Ａｍａｘ后，机组的调节能力变为〇。??２．３．２配置储热的热电联产机组运行特性??对于风电并网比例较大的地区，由于传统热电联产机组“以热定电”的运行约束限??制，调节能力较差，使得风电的上网空间不足，产生大量的弃风。为增大热电联产机组??的调节能力，增大风电的上网空间，就需要解耦热电机组“以热定电”的约束，为热电??联产机组配置储热成为解决该问题的一项有效措施。??储热装置是能够对热量进行储存，并且吸收其他热源放出的热量或对外放热的装??置。如图２－３所示，热电联产机组输出的热功率Ｐｃｈｐ可以直接对外进行供热，也可储存在??储热装置中。当电负荷较小时，为消纳风电，需降低热电联产机组的电出力，此时储热??装置发出热量，来满足供热需求。??。电出力??热电联产机组??｜—?????Ｔ￣热出力??图２－３配置储热的热电联产机组运行模式??对配置储热的抽汽式热电联产机组的运行特性进行分析，其电热特性如图２－４所示。??电功率１??ｒ?Ｉ?ｉ?ｉ??Ｉ?｜?｜??ｌ?Ｉ?｜??ｌ?｜?｜??ｌ?｜?｜???Ｉ?！?ｉ?｜?；?Ｉ?＾??Ｐｏｕｔ?尸ｈ＿ｌｔ?尸ｈｊｎｏｄ?Ｐｂ?／’ｈｊｎｕｘ?尸ｈ＿ｍ？＋尸ｏｕｔ?热功率??图２－４配置储热的抽汽式热电联产机组电热特性??当储热装置放出的热量为八《？时，对于某个发电功率，其供热功率会在原有的基础上??增大Ｐｗ，如对于发电功率为户Ｂ时，对应的最大供热功率会由Ａ．?ｍａｘ增大为Ｐｈ．?ｍａｘ＋Ｐ０Ｕｔ，??－９?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑直接负荷控制不确定性的微能源网鲁棒优化运行[J]. 朱兰,牛培源,唐陇军,杨秋霖,姬星羽. 电网技术. 2020(04)
[2]考虑热网传输延迟的电-热综合能源系统鲁棒区间优化调度[J]. 陈厚合,张厅,张撼难,张儒峰,王鹏宇,李凌. 广东电力. 2019(10)
[3]基于热电联产运行模式的光热发电调峰策略[J]. 董海鹰,房磊,丁坤,汪宁渤,张珍珍. 太阳能学报. 2019(10)
[4]含热电联供型光热电站与建筑相变储能的离网型综合能源系统[J]. 孙士茼,汪致洵,林湘宁,童宁,刘畅,随权,丁苏阳,李正天. 中国电机工程学报. 2019(20)
[5]考虑柔性负荷响应不确定性的多时间尺度协调调度模型[J]. 赵冬梅,宋原,王云龙,殷加玞,徐春雷. 电力系统自动化. 2019(22)
[6]碳排放权交易机制对全球气候治理有效性研究——低碳经济学术前沿进展[J]. 王璟珉,窦晓铭,季芮虹. 山东大学学报(哲学社会科学版). 2019(02)
[7]基于碳交易的含大规模光伏发电系统复合储能优化调度[J]. 车泉辉,吴耀武,祝志刚,娄素华. 电力系统自动化. 2019(03)
[8]基于成本最优的含储热光热电站与火电机组联合出力日前调度[J]. 崔杨,杨志文,仲悟之,赵钰婷,叶小晖. 电力自动化设备. 2019(02)
[9]计及需求响应的光热电站热电联供型微网的优化运行[J]. 王佳颖,史俊祎,文福拴,李继红,张利军,徐晨博. 电力系统自动化. 2019(01)
[10]计及需求侧响应和热/电耦合的微网能源优化规划[J]. 宋阳阳,王艳松,衣京波. 电网技术. 2018(11)
博士论文
[1]电力系统发储共体电站运行优化及储能容量配置研究[D]. 王永灿.华中科技大学 2019
硕士论文
[1]基于成本最优的含光热发电多源联合并网调度策略研究[D]. 杨志文.东北电力大学 2019
[2]电力用户参与需求侧响应模型研究[D]. 韩明序.江苏大学 2017
本文编号：3452355
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