[发明专利]一种采暖热电联产机组保热调电能力提升方法及系统

说明书

本发明公开了一种采暖热电联产机组保热调电能力提升方法及系统，适用于燃煤热电联产机组在电网辅助调峰要求和热网用热需求的双变量约束下，根据机组具体实际情况及改造目标，以目标需求匹配及静态投资回收期最低化为导向，优选保热调电能力提升技术。本发明确定了热电联产机组在热、电双供应模式下采用不同保热调电技术方案的电出力‑热负荷‑机组能效的耦合机理，以静态投资回收期为寻优目标函数，统筹计量保热调电技术方案投资和收益，符合工程现场实际，适用于热电联产机组实施热、电灵活供应改造方案论证，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于煤炭发电领域，涉及一种采暖热电联产机组保热调电能力提升方法及系统。

背景技术

随着风力发电和太阳能发电的快速发展，发电量所占比重也越来越大；煤电机组及时调整自身定位，不仅向电网提供调峰、调频、稳压等服务，同时向社会提供清洁低碳、可靠、低成本的集中供汽、热、冷等多种能源服务。

现阶段热电联产机组大多采用抽凝式，其热电比通常较小，难以深度调峰。在一些地区，热电联产机组比重大，风、光等可再生能源丰富，新能源电力消纳需求高，然而水、纯凝煤电、燃气机组等灵活调峰电源较少，调峰困难已成为电网运行中较为突出的问题。在居民采暖季，供热机组运行容量占总煤电机组运行总容量的三分之二以上，但供热机组多采用抽汽供热技术，热电强耦合特性导致其调峰能力低，风、光等新能源发电的消纳问题难以解决。

热电联产机组需通过“热电解耦”提升电出力调节能力并全面参与电网深度调峰，前提要解决机组供热能力的保障问题。热电解耦的主要技术路线有两种：第一种是在热力循环之外设置储热装置(如热水、熔盐)或电锅炉，通过增设蓄热装置或电锅炉实现热电解耦，当电网存在调峰困难时段利用储热装置或电锅炉对外供热，补充热电联产机组由于发电负荷降低带来的供热能力不足；电出力高负荷时引供热能力富余量存储在储热装置。第二种是改变热电联产机组现有汽水热力循环流程，切除低压缸进汽或抽取更高品位蒸汽减温减压以直接用于加热热网循环水，挖掘自身调节潜力，满足供热需求，同时提升电出力调节能力以满足电网对电厂的调峰要求。

采暖热电联产机组各保热调电方案的技术原理差异较大，与基准方案-抽汽供热方案相比，电出力降低幅度不尽相同，同时改造投资、能耗上升量也有较大不同。例如，高低压旁路联合供热的热源一般都是主蒸汽或高品位抽汽，能耗极高，但消耗高品质蒸汽，电出力降低程度也大；采用电锅炉供热的方式，更是直接将高品位的电直接加热热网循环水供热，其从煤到热的转化效率仅有20-30％。

因此，在电网辅助调峰要求和热网用热需求的双变量约束下，根据机组具体实际情况及改造目标，选取最适合的保热调电能力提升技术方案，显得尤为重要且迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种采暖热电联产机组保热调电能力提升方法及系统，以当地电网辅助调峰服务政策的有偿服务基准负荷率作为保热调电能力提升目标，核算机组在目标负荷率下的实际供热能力；再根据严寒期外部热负荷需求，确定机组供热能力缺口；制定保热调电能力提升技术方案、改造范围及投资；建立采暖季热电联产机组热电联供状态下的盈利模型，根据采暖季供热负荷分布及电网电力辅助调峰情况，分别计算各保热调电能力提升技术方案的静态投资回收期，以静态投资回收期最低值对应的方案作为保热调电能力提升最优方案。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种采暖热电联产机组保热调电能力提升方法，包括以下步骤：

确定采暖热电联产机组当前热电调节特性及保热调电能力提升目标；

获取保热调电能力提升方案及改造投资；

获取保热调电能力提升方案的电出力-供热负荷-标煤消耗关联特性；

构建采暖季热电联产机组采用各保热调电能力提升方案前、后的热电联供状态下的盈利模型；