燃气轮机在风光电站中调峰特性研究

发布时间：2017-10-09 07:28

  本文关键词：燃气轮机在风光电站中调峰特性研究

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【摘要】：随着社会的发展,电力需求稳步增长的同时,传统电力生产依赖的化石能源却在日益枯竭,且燃烧化石能源排放的污染物及二氧化碳是目前环境污染、气候变暖的主要原因。在此情形下新能源电力由于具有资源丰富、分布广泛、清洁无污染等优点得到了全世界的广泛关注,其中风电和光伏发电技术较为成熟,具有规模开发利用的优势。但风光电源出力具有随机性、波动性、间歇性等特点,大规模并网运行需要其他电源调节出力来适应风光出力的变化。本文旨在研究燃气轮机调节风电、光伏出力特性。本文首先统计了风光电源装机容量近年增长情况和未来发展规划,对目前世界各国消纳风／光波动电源采取的措施进行了广泛的文献调研,指出力灵活电源的必要性。接下来对比了不同灵活电源出力特性、国内外配置及运行情况,分析了当前各国主要调节风光波动电源的方式,针对燃气轮机调节进行了大量的文献调研。为了具体研究燃气轮机在风光电站中的调峰特性,应用某地区的运行数据统计分析风／光波动电源出力特性。包括典型场景出力特性,月出力分析,小时出力分析及出力的波动特性。同时详细分析了四大燃气轮机厂家典型机组简单循环和联合循环的启停时间、部分负荷效率、爬坡卸荷速度、污染物排放水平、最低运行负荷等调节特性。分析了风电、光伏出力特性及燃气电站的调节能力后,本文设计了风光燃联合系统,旨在验证燃气轮机对风电、光伏出力的调节能力。结果显示,联合系统中燃机在严格的运行约束条件下,即使风电、光伏出力波动较为剧烈的情况下,仍然能有99.5%以上的概率满足设定目标。不满足的点出现在燃机启停时,由于要满足爬坡及最小出力约束,出现实际值与理论值不符的情况。燃气电站做为调节电源运行时,会出现频繁启停及变负荷运行工况,对机组的发电效率、维修周期、寿命周期、年利用小时数等都有很大影响。本文最后在分析了燃气电站的发电成本基础上,对其作为调节电源运行时影响燃气轮机经济性的各种因素进行定量分析。
【关键词】：风/光波动电源 燃气电站 调节电源 经济性分析
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM61
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 课题研究背景10-15
• 1.1.1 国内外风/光波动电源发展状况及我国发展规划10-13
• 1.1.2 大规模风光波动电源并网运行面临的问题及解决措施13-15
• 1.2 国内外调节风光波动性研究现状15-19
• 1.2.1 不同调节电源调节特性对比15-16
• 1.2.2 国内外燃气电站作为调节电源的发展现状16-18
• 1.2.3 国内外燃气电站作为调节电源运行时的经济性分析18-19
• 1.3 本文研究内容19-21
• 第2章 风光出力特性分析21-27
• 2.1 光伏出力特性分析21-24
• 2.1.1 不同场景典型光伏出力特性21-23
• 2.1.2 光伏出力波动情况23-24
• 2.2 风电出力特性分析24-26
• 2.2.1 不同场景典型风电出力特性24-25
• 2.2.2 风电出力波动情况25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第3章 燃气电站调节特性分析27-38
• 3.1 燃气轮机电站的快速调节能力27-32
• 3.1.1 燃气轮机的启动27-31
• 3.1.2 燃气轮机的变负荷能力31-32
• 3.1.3 燃气轮机的停机32
• 3.2 燃气电站部分负荷运行特性32-35
• 3.2.1 燃气轮机部分负荷循环热效率33-34
• 3.2.2 燃气轮机部分负荷排放水平34-35
• 3.3 燃机作为调节电源时机组寿命损耗分析35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 风光燃联合系统运行特性38-44
• 4.1 联合发电系统模型38-40
• 4.1.1 联合发电系统案例设置38-39
• 4.1.2 运行策略39-40
• 4.2 联合系统实际运行40-43
• 4.2.1 风光出力及波动情况40
• 4.2.2 燃机出力分配40-41
• 4.2.3 联合系统运行分析41-43
• 4.3 本章小结43-44
• 第5章 燃气轮机调节风/光波动电源的经济性分析44-51
• 5.1 电站发电成本建模44-46
• 5.1.1 燃气电站的总投资折旧成本分析44-45
• 5.1.2 燃气电站的燃料成本分析45
• 5.1.3 燃气电站的运行维护成本分析45-46
• 5.2 燃气轮机作为调节电源运行时影响发电成本的因素分析46-50
• 5.2.1 燃机作为调节电源时效率下降对发电成本的影响46-47
• 5.2.2 燃机作为调节电源时年运行小时数对发电成本的影响47-48
• 5.2.3 燃机作为调节电源时机组寿命损耗对发电成本的影响48-49
• 5.2.4 燃机启停过程中的费用49-50
• 5.3 本章小结50-51
• 第6章 结论与展望51-53
• 6.1 研究成果51-52
• 6.2 进一步工作展望52-53
• 参考文献53-57
• 致谢57

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1 季鹏飞;燃气轮机在风光电站中调峰特性研究[D];华北电力大学(北京);2016年

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本文编号：998905