[發明專利]一種采暖熱電聯產機組保熱調電能力提升方法及系統

在審

• 申請號: 202110998658.6
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113627033A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 馬汀山;呂凱;王妍;居文平;程東濤;謝天;石慧;薛朝囡;張建元;鄧佳;許朋江
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司;西安西熱節能技術有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F113/04;G06F119/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

本發明公開了一種采暖熱電聯產機組保熱調電能力提升方法及系統，適用于燃煤熱電聯產機組在電網輔助調峰要求和熱網用熱需求的雙變量約束下，根據機組具體實際情況及改造目標，以目標需求匹配及靜態投資回收期最低化為導向，優選保熱調電能力提升技術。本發明確定了熱電聯產機組在熱、電雙供應模式下采用不同保熱調電技術方案的電出力?熱負荷?機組能效的耦合機理，以靜態投資回收期為尋優目標函數，統籌計量保熱調電技術方案投資和收益，符合工程現場實際，適用于熱電聯產機組實施熱、電靈活供應改造方案論證，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于煤炭發電領域，涉及一種采暖熱電聯產機組保熱調電能力提升方法及系統。

背景技術

隨著風力發電和太陽能發電的快速發展，發電量所占比重也越來越大；煤電機組及時調整自身定位，不僅向電網提供調峰、調頻、穩壓等服務，同時向社會提供清潔低碳、可靠、低成本的集中供汽、熱、冷等多種能源服務。

現階段熱電聯產機組大多采用抽凝式，其熱電比通常較小，難以深度調峰。在一些地區，熱電聯產機組比重大，風、光等可再生能源豐富，新能源電力消納需求高，然而水、純凝煤電、燃氣機組等靈活調峰電源較少，調峰困難已成為電網運行中較為突出的問題。在居民采暖季，供熱機組運行容量占總煤電機組運行總容量的三分之二以上，但供熱機組多采用抽汽供熱技術，熱電強耦合特性導致其調峰能力低，風、光等新能源發電的消納問題難以解決。

熱電聯產機組需通過“熱電解耦”提升電出力調節能力并全面參與電網深度調峰，前提要解決機組供熱能力的保障問題。熱電解耦的主要技術路線有兩種：第一種是在熱力循環之外設置儲熱裝置(如熱水、熔鹽)或電鍋爐，通過增設蓄熱裝置或電鍋爐實現熱電解耦，當電網存在調峰困難時段利用儲熱裝置或電鍋爐對外供熱，補充熱電聯產機組由于發電負荷降低帶來的供熱能力不足；電出力高負荷時引供熱能力富余量存儲在儲熱裝置。第二種是改變熱電聯產機組現有汽水熱力循環流程，切除低壓缸進汽或抽取更高品位蒸汽減溫減壓以直接用于加熱熱網循環水，挖掘自身調節潛力，滿足供熱需求，同時提升電出力調節能力以滿足電網對電廠的調峰要求。

采暖熱電聯產機組各保熱調電方案的技術原理差異較大，與基準方案-抽汽供熱方案相比，電出力降低幅度不盡相同，同時改造投資、能耗上升量也有較大不同。例如，高低壓旁路聯合供熱的熱源一般都是主蒸汽或高品位抽汽，能耗極高，但消耗高品質蒸汽，電出力降低程度也大；采用電鍋爐供熱的方式，更是直接將高品位的電直接加熱熱網循環水供熱，其從煤到熱的轉化效率僅有20-30％。

因此，在電網輔助調峰要求和熱網用熱需求的雙變量約束下，根據機組具體實際情況及改造目標，選取最適合的保熱調電能力提升技術方案，顯得尤為重要且迫在眉睫。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中的問題，提供一種采暖熱電聯產機組保熱調電能力提升方法及系統，以當地電網輔助調峰服務政策的有償服務基準負荷率作為保熱調電能力提升目標，核算機組在目標負荷率下的實際供熱能力；再根據嚴寒期外部熱負荷需求，確定機組供熱能力缺口；制定保熱調電能力提升技術方案、改造范圍及投資；建立采暖季熱電聯產機組熱電聯供狀態下的盈利模型，根據采暖季供熱負荷分布及電網電力輔助調峰情況，分別計算各保熱調電能力提升技術方案的靜態投資回收期，以靜態投資回收期最低值對應的方案作為保熱調電能力提升最優方案。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種采暖熱電聯產機組保熱調電能力提升方法，包括以下步驟：

確定采暖熱電聯產機組當前熱電調節特性及保熱調電能力提升目標；

獲取保熱調電能力提升方案及改造投資；

獲取保熱調電能力提升方案的電出力-供熱負荷-標煤消耗關聯特性；

構建采暖季熱電聯產機組采用各保熱調電能力提升方案前、后的熱電聯供狀態下的盈利模型；