计及热电负荷转换的电网节能调度研究

【摘要】：我国节能调度实施办法规定：燃煤热电联产发电机组(CHP)按照以热定电的原理安排机组出力；无调节能力的风电优先安排出力。但“三北”（东北、西北、华北）地区电网以煤电为主，且热电联产机组比重较大，而调节性能好的水电电源则严重缺乏。随着负荷峰谷差和风电并网容量的加大，冬季时水电机组的枯水期、热电机组的供暖期、风电机组的大发期以及风电的反调峰特性相互叠加，导致系统调峰非常困难、弃风现象时有发生。因此，如何提高“三北”地区电网的风电消纳能力已成为其节能调度中亟需解决的问题。 论文首先针对现有调度方法用纯凝机组模拟全部煤电机组，无法实现热电负荷联合优化及考虑热负荷对风电接纳能力影响这一问题，研究了大型热电机组的建模方法。在详细分析纯凝、背压、抽凝等各类热电机组运行特点以及热电负荷之间关系和运行工况图的基础上，建立了大型热电机组的耗量特性模型。 其次，基于上述热电机组耗量特性模型构建了一种电负荷由全网机组平衡、热负荷由各热电厂就地平衡、风电机组出力上限为预测出力，且对风电弃风进行惩罚的新型节能调度模型。研究了应用跟踪中心轨迹内点法求解新型节能调度模型的算法，并对其求解过程进行改进，以提高算法的收敛速度。 第三，论文定义了电网风电消纳率，并基于优化调度结果详细分析了热负荷、热电机组比重与电网风电消纳率之间的关系，提出了通过热电负荷转换来降低热负荷峰值、提高电负荷谷值，进而提高电网风电消纳率的方法。 最后，基于典型热电转换装置—热泵，提出了一种可方便计及热电负荷转换的电网节能调度方案，定量分析了热电负荷转换率对电网风电消纳率、电网总煤耗以及热电厂利润的影响。计算结果表明：热电负荷转换能够减少电网弃风量，适当地进行热电负荷转换能可以在不损害热电厂的经济利益的同时降低电网总煤耗。 【关键词】：“三北”地区电网 节能调度 热电机组 热负荷 风电消纳能力 热电转换
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM73
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状及分析9-16
• 1.2.1 传统的优化调度方法10
• 1.2.2 含风电的节能调度方法10-11
• 1.2.3 含大型热电机组和风电的优化调度方法11-13
• 1.2.4 提高风电接纳能力的方法13-14
• 1.2.5 负荷优化分配算法14-16
• 1.3 本文的主要研究内容16-17
• 第2章 新型节能调度模型的建立17-33
• 2.1 引言17
• 2.2 煤电机组的特性分析17-25
• 2.2.1 纯凝式机组17-18
• 2.2.2 背压式机组18-20
• 2.2.3 抽凝式机组20-25
• 2.3 新型调度模型的建立25-27
• 2.4 算例分析27-31
• 2.4.1 原始数据27-28
• 2.4.2 负荷优化分配结果28-31
• 2.4.3 常规调度与新型节能调度对比分析31
• 2.5 本章小结31-33
• 第3章 热负荷与风电消纳率关系的研究33-46
• 3.1 引言33
• 3.2 跟踪轨迹内点法原理33-40
• 3.2.1 内点算法原理33-37
• 3.2.2 内点法的改进37-38
• 3.2.3 运算因子的选择38-39
• 3.2.4 电力系统新型节能调度的改进内点法算法流程39-40
• 3.3 风电消纳率40-42
• 3.4 算例分析42-45
• 3.4.1 算例结果分析42-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 计及热电负荷转换的电网节能调度研究46-54
• 4.1 引言46
• 4.2 提高风电消纳率的措施分析46-47
• 4.3 热泵建模47-49
• 4.3.1 热泵的工作原理48
• 4.3.2 热泵模型48-49
• 4.4 计及热电负荷转换的节能调度模型49-50
• 4.5 算例分析50-53
• 4.5.1 热电负荷转换对风电消纳率的影响50-51
• 4.5.2 热电负荷转换率与系统总煤耗的关系51-52
• 4.5.3 热电负荷转换与热电厂利润的关系52-53
• 4.6 本章小结53-54
• 结论54-56
• 参考文献56-60
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果60-62
• 致谢62

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