承担采暖负荷的背压机组电力调峰优化运行.doc

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1、承担采暖负荷的背压机组电力调峰优化运行摘要：本文将采暖建筑物、热网、热电厂及电网作为一个整体系统，利用供热系统热惯性大的特点，建立背压机组组成的热电厂参与电力调峰的优化运行模型。最后，举例给出一个采暖季背压机组供热和发电量的优化分配方案。关键词：背压机组热惯性优化运行符号说明B----煤耗量吨/小时Z----目标函数值C----电能价值当量元/kw.ha、b、g、q、w、j、a、b---公式系数Ｃ；----定压热容KJ/°C下标G----热网水流量吨/小时g---供水I----阶数或采暖期一天的时段数h----回水J----阶数或目标函

2、数选取的天数n----室内t----温度°Cw----室外p----发电功率千瓦t----当前时段q----供热流量吉焦/小时max----最大DT----时段长度小时min----最小q----供热流量吉焦/小时其它V----燃料的价格元/吨(k)---第k时段一．前言　　热电厂在电力系统中占有举足轻重的地位。到1997年底，我国单机6000千瓦以上的供热机组总容量已达2197.1万千瓦，占同容量火电装机容量的12.12%[1],而北方热电联产的热负荷大部分用于冬季采暖。这种热电厂的运行方式主要是以热定电，其发电在电网中主要承担基荷，

3、其不同时间发电量的多少受供热量的影响。在传统的热网供热运行中，供热量在一天内一般不做大的调整，因而造成供热机组不能实现最优的电力调峰运行。　　如果在不影响供热采暖效果的同时，改变一天之中不同时段的热网供热量，会使热电厂参与电力调峰的优化运行成为可能，从而会减少电网中其他调峰电站的高额投资，提高电力负荷低谷期电网系统的发电效率，进而产生巨大的经济效益和社会效益。　　文献[3]针对热网和采暖建筑物热惯性大的特点，对供热系统的热力工况进行了定量分析，并对以抽凝机组为例，研究了承担采暖负荷的热电厂参与电力调峰优化运行方式。本文将研究背压机组的电

4、力调峰优化运行问题。二．供热系统热力工况分析9　　目前集中供热系统热力工况调节大都是从稳态出发，根据当天的室外温度，给出当天的日平均供、回水温度来指导运行。这种静态调节方法无法反映热网和建筑物的动态特性，一天中热网的供热负荷很少变化，使得热电厂背压机组的发电功率在一天之中变化幅度很小。这是承担采暖负荷的背压供热机组无法参与电力调峰的主要原因。　　事实上，一天中某一时段供热量的改变对室温的影响并不显著。热网实时运行数据表明，随着室外温度的下降，热网供热量并不立刻随之升高，外温升高时供热量也不立刻随之下降。如果利用这种特性，通过动态方法获得

5、小时级而不是以天为单位的采暖建筑物室温与热网供热量、外温之间的关系，则在室温被控制在允许的范围内前提下，可以改变一天之中不同时段的热网供热量，从而使热电厂参与电力调峰成为可能。　　对于一个以质调节方式运行的热网供热系统，从系统辩识的角度看，其输入参数为热网供水温度tg和室外温度tw，输出参数为热网回水温度th和建筑物室温tn，现以AMRA时间序列模型表示输出参数与输入参数之间的关系：　　以上两式中各项系数及阶次I、J取决于供热系统的特性，可由实际热网运行数据确定。现以沈阳某热网一采暖期逐时运行数据为基础利用公式（1a）、公式（1b）确定

6、该热网输入输出参数之间的定量关系。选取时间长度4小时为一个时段，对进行预处理，并采用最小二乘法由实际运行数据获得公式（2a）、公式（2b）的各项系数[3]，见表1。　　公式（1b）中系数j1、w1远小于系数q1，说明瞬时热网供水温度对室温的作用并不十分显著，采暖建筑物室温主要取决于前一时段的室温。这反映出，某时段采暖建筑物室温是过去多个时段热网供热量共同作用的结果。因此，可以改变过去各时段供热负荷的比例，而不影响当前时段建筑物的采暖效果。这就为在不影响采暖效果的前提下调整热电厂不同时段的热负荷，进而优化供热机组的运行方式、参与电力系统的

7、调峰创造了条件。三．热电厂的调峰优化运行　　热电厂的运行，首先要保证用户对热负荷的需要。对于承担采暖热负荷的热电厂，应保证采暖建筑物室温在允许的范围内。由本文第二部分对热网系统供热工况的分析可知，在不影响采暖效果的前提下，热电厂的供热负荷分配在一天中是可以改变的。热电厂在不同时段该如何发电和供热才是最优运行方式？当然，目前许多热电厂发电量的多少受电力部门统一调度，不能任意多发。但是，如果将电力系统、热电厂和供热系统作为一整体研究，必然有一个最优的热电厂运行方式。1．分时电价　　如果仅研究某个热电厂的运行，那么将该热电厂与电力系统的其他电

8、站统一进行运行规划的研究方法是不合适的，因为某一热电厂发电量在电网中的比例是很微小的。因此，需要有一联系热电厂和电网的纽带，作为衡量热电厂不同时间发电量对包括热电厂在内的整个电力系统贡献大小的尺度。本文采用