风电及燃气轮机互补发电系统发电成本分析

《风电及燃气轮机互补发电系统发电成本分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第19卷第4期《燃气轮机技术>V01．19No．42006年l2月GAsTUllD1110GYDec．，2006风电与燃气轮机互补发电系统发电成本分析包能胜，朱瑞丹，倪维斗(1．汕头大学能源科学研究所，广东汕头515063；2．清华大学热能工程系，北京100084)摘要：在采用风电场与小型燃气轮机组成的互补系统发电特性参数的基础上，详细分析了互补系统发电成本的构成和各自的计算方法。采用新疆达坂城风电场的风速数据，基于互补系统的发电特性参数和风电场与燃气轮机电站的发电成本构成。应用改进过的等额支付折算法，在当前的技术

2、条件和价格下，计算了风电场子系统和燃气轮机电站子系统各自的折旧成本、燃料成本和运行维护成本，得到了整滚发电系统发电成本的计算方法，为在新疆地区实现这种互补发电系统提供经济分析基础。关键词：风力发电；燃气轮机电站；互补发电系统；发电成本中图分类号：F407．61文献标识码：A文章编号：1009—2889{2006)04—0001—05为了降低风力发电的成本，现在的风电场大多置燃气轮机的目的是通过燃气轮机所特有的快速启采用100MV~"以上的容量，象我国特许权招标的风电停和出力调节特性，来补偿由于风速波动而引起的场容量

3、都为100MW到200MW之间。但是，由于风风电场出力的波动，使得整个互补发电系统的输出具有的随机性、波动性以及不可控性，使得风电场的平稳，消除大规模开发风能对电网的不良影响。为出力波动极大。随着风能的进一步开发，当风电的了能够保证互补系统有较高的经济性，考虑到目前容量占到电网总容景一定比例时(现在一般认为在风电场的装机容量，互补发电装置一般采用小型燃5％一10％左右)，这种波动会对电网的频率与电压气轮机(2OMW4oMw)或者相应的联合循环机组。稳定性造成不良影响[1】。为了消除大规模开发风风燃互补系统总容量l2

4、001111(1)风电对电网稳定性的影响，国内外提出了多种能源互(2)燃补系统，如风电一水电互补系统口】、风电一太阳能发电互补系统】、压缩空气储能】、风电一柴油机发电互补系统n】、风电一氢能储能系统l8】和风电一高温燃料电池发电互补系统等。以新疆为例。新疆具有丰富的风能资源和独特的电网结构，为了大规模开发当地的风能资源，同时消除风电场输出的随机性对电网的不良影响，针对新疆的实际风能资源和当前常规能源发电系统的技图1风力发电与燃气轮机发电互补系统框图术状态，文[1O]提出了一种基于风电和燃气轮机发本文在文[1O]的基

5、础上，就采用风电场与燃气电的互补发电系统(风，气互补发电系统)，如图l所轮机组成的互补发电系统中发电成本的组成、计算示。方法和影响因子进行了讨论，推导了计算各项成本风气互补发电系统包括一个装有多台风力机的的公式，得出总容量为200MW的互补发电系统的发风电场和由几台燃气轮机组成的燃气轮机电站。配基金项目：广东省自然科学基金项目(o410980)作者简介：包能胜(1971一)．男．汕头大学副研究员．清华大学热能工程系在职博士生．主要从事风力发电方面的研究；朱瑞丹(1982一)．男，汕头大学硕士研究生；倪维斗(1932

6、一)．男。中国工程院院士．清华大学热能工程系教授．博士生导师．长期从事热力涡轮机系统和热动力系统动态学方面的研究。关注我国能源的可持续发展问题。2燃气轮机技术第19卷电成本和其它经济参数，其中风电场容量为··120MW，燃气轮机容量为801VlW。为在新疆地区实丁二T现这种互补发电系统提供了经济性分析的基础。(4)1成本分析式中：为电站总投资费用的动态现值；P一为电站对风力发电与燃气轮机发电互补系统而言，发的净功率；r为发电设备的年运行利用小时数，r=电成本由以下三部分组成：口×365×24；口为设备容量系数；，7

7、。为电厂的厂用(1)总投资费用的单位折旧成本C吐电率；，7为发电机终端到售电结算点之间的线损总投资费用的单位折旧成本C吐h包括风电场率，一般取3％．．7％，倘若售电结算点以电站的围的单位折旧成本C吐和燃气轮机电站单位折旧成墙为界，则，7。O％～5％；E。为年有效的总发电量，本C吐，则E。=P一·r·(1一，7。)·(1一仉)；Sio为相对于电站净C吐h=∞×C+g×C吐g(1)功率折算的动态比投资费用Is；。=。为资金其中，cu为风电场发电量占互补发电系统总发Jn∞电量的百分比，叫为燃气轮机电站发电量占互补发回收系

8、数。电系统总发电量的百分比。．F(5)(2)单位燃料成本CaLh式中：血为贴现率，国外一般取R血：10％，国内以由于风电场不消耗燃料，单位燃料成本C0Lh中往取12％；N为电站的折旧年限，一般取N=12年。只包括燃气轮机消耗的单位天然气成本C正，则2．1．1风电场单位折旧成本C正h=∞E×C正g(2)根据公式(4)，得风电场的单位折旧成本为：(3)单位运行维