动态边界条件下优化调度火电机组发电负荷的方法研究

发布时间：2020-07-21 20:48

【摘要】：随着风电、光伏发电等新能源的大规模接入电网,其强随机性、波动性对电网的安全稳定运行带来了很大影响,电网调峰调频问题变得突出。而我国的电源结构决定了火电机组仍然是电网调峰调频的主力,提升火电机组灵活性是解决中国电网调峰调频问题的现实选择。提升火电机组灵活性的两项内容主要包括拓宽火电机组的发电负荷调节范围以及提高火电机组的发电负荷调节速率。现阶段,降低火电机组的发电负荷下限是亟待解决的焦点问题,而在火电机组灵活性改造过程中,机组运行的边界条件差异性和时变性更加明显,成为制定电网调度计划的重要参考依据。我国北方地区大量存在的供热机组在冬季供暖期工作在“以热定电”方式下。为保证提供一定的热出力,机组运行负荷通常较高,能够提供的调峰能力有限。同时,冬季供暖期也是风电的高负荷期。因此,提高供热机组的调峰调频能力也是提高发电侧风电消纳能力的关键。在分析火电机组运行边界特性以及储热装置拓宽供热机组负荷调节范围的基础上,研究了不同时间尺度优化调度火电机组发电负荷的方法:(1)构建了传统场景下的优化调度模型并结合实际算例进行分析,进一步的,将纯凝机组在短时间尺度上负荷的可调节灵活性与含储热供热机组在整个调度时段内的负荷可调度灵活性相结合,建立了考虑风电并网的含储热装置的火电机组日前计划调度模型。(2)分析了新环境下火电机组动态边界特性,将机组运行的边界条件划分之后纳入到电网调度的各阶段计划中,并在实时计划模型中考虑了机组负荷调整的经济性和快速性。通过建立多时间尺度的火电机组负荷优化调度模型对机组计划发电负荷逐级修正以达到精细化调度的要求。研究表明,发挥纯凝机组可调节灵活性和含储热供热机组可调度灵活性的负荷调度模型能够在日前计划中进一步提高电网对于风电的消纳水平;考虑火电机组动态边界条件的多时间尺度负荷优化调度方法能够更好地保证火电机组在不同运行工况时的电网调度计划的合理性。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM621
【图文】：

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华北电力大学硕士学位论文3.2.4 环境因素对机组负荷的影响（1）煤质对机组发电负荷的影响以 600MW 亚临界机组为例，通过在 MATLAB 中搭建仿真模型分析煤发热量变化对机组负荷的影响。在 100%负荷下，机组工作在炉跟机方式，变负荷速率设置为 12MW/min。200s 时，煤发热量减少，观察输出如图 3-5 所示。燃煤发热量刚开始降低时，机组通过增加燃料量和汽轮机高调门开度维持负荷；约 300s时，给煤量达到给煤机上限，通过继续增加汽轮机高调门开度，机组尚能维持发电负荷跟随负荷指令；待到汽轮机高调门开度达到 100%，机组已经无法跟随负荷指令，被迫以低负荷运行。这一过程与现场情况相符。

响应曲线,机前压力,响应曲线,高调

化对机组负荷的影响。在 100%负荷下，机组工作在炉跟机方式，变负荷速率置为 12MW/min。200s 时，煤发热量减少，观察输出如图 3-5 所示。燃煤发量刚开始降低时，机组通过增加燃料量和汽轮机高调门开度维持负荷；约 300s，给煤量达到给煤机上限，通过继续增加汽轮机高调门开度，机组尚能维持电负荷跟随负荷指令；待到汽轮机高调门开度达到 100%，机组已经无法跟随荷指令，被迫以低负荷运行。这一过程与现场情况相符。图 3-5 煤发热量变化对机组发电负荷影响曲线荷负M/W时间/s

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华北电力大学硕士学位论文升高幅度较大，使得汽轮机高调门开度已经达到 100%，这时燃料量也增加到给煤机的最大给煤量，机组无法维持满负荷运行，被迫运行在较低负荷下。仿真情形与现场情况相符。

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