基于细化排污函数的节能发电调度策略

【摘要】：全球能源消耗与日俱增,低碳发展、节能、减排成为全球应对能源供应紧缺和环境破坏问题的重要举措。我国经济快速增长,各项建设取得巨大成就,但也付出了巨大的资源和环境被破坏的代价,这两者之间的矛盾日趋尖锐,节能减排已成为我国可持续发展战略的重要举措。在我国的电力行业中,火力发电机组占总发电机组的77%以上,火力发电量占总发电量的80%以上,电力工业消耗的一次能源占全国总耗量的42%,而且,电力工业的S02排放量也超过全国排放量的50%。因此,电力行业的节能减排潜力巨大。为了推动电力行业节能减排,2007年8月,我国开展了节能发电调度(energy-saving generation dispatching, ESGD)的试点工作。 本文立足于我国实施的节能发电调度,介绍了节能发电调度的研究背景和意义,以及国内外研究现状,对排污量函数及调度方案的研究现状作了初步总结和分析。接着给出了排污量函数的定义,针对现阶段排污量函数粗略和实时监测数据没有行之有效的情况,提出了细化排污函数命题。分析了火电厂排放的主要污染物及影响其排放量的因素。然后,阐述了吉布斯自由能最小原理,基于此原理,利用大型通用流程模拟软件Aspen Plus里的化工燃烧模拟模块,搭建燃煤电厂煤和锅炉燃烧模型,得到火电厂各类污染物排放量数据。最后利用SPSS软件,采用多元非线性回归方法,拟合出较为准确的火力发电厂主要气体污染物的排放量函数。 同时,本文还分析了网络损耗在节能发电调度中的不可忽略性,阐述了本文所采用的计算网络损耗的方法。利用经济学原理中的负外部性原理,分析了火电厂发电的环境成本以及环境成本必须作为节能发电调度的首要考虑成本之一,建立了火力发电厂的环境成本模型。接着,利用本文优化后的排污函数和污染物环境价值体系,在相应的约束条件下建立了综合考虑煤耗、环境成本、网络损耗的节能发电调度模式,并用包含26个节点、6台发电机的系统在Matlab7.1上进行算例分析,验证了本文所提节能发电调度方案的有效性及排污量函数的实用性。 【关键词】：节能发电调度 细化排污函数 环境成本 网络损耗 清洁能源
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X773;TM73
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 研究的背景和意义9-11
• 1.2 国内外现状和发展趋势11-16
• 1.3 课题主要研究内容及实现方法16-17
• 2 包含环境成本的节能发电调度17-25
• 2.1 节能发电调度宗旨17
• 2.2 节能调度与传统经济调度的比较17-18
• 2.3 传统经济调度的弊端18
• 2.4 负外部性及环境成本的定义18-20
• 2.4.1 环境成本的定义及分类19-20
• 2.4.2 环境成本的意义20
• 2.5 燃煤电厂发电的环境成本20-23
• 2.6 本章小结23-25
• 3 排污函数的细化25-42
• 3.1 排污函数25-26
• 3.1.1 细化排污函数的定义25
• 3.1.2 细化排污函数的意义25-26
• 3.2 基于aspen-plus电厂煤燃烧模型的建立26-37
• 3.2.1 Aspen-Plus软件简介26
• 3.2.2 吉布斯自由能最小原理26-27
• 3.2.3 发电厂煤燃烧过程27-29
• 3.2.4 燃烧主要污染物排放及影响因素分析29-33
• 3.2.5 电厂燃烧模型的建立33-37
• 3.3 排污函数的多元非线性回归37-39
• 3.3.1 回归的概念37-38
• 3.3.2 SPSS简介及L-M算法38-39
• 3.3.3 不同工况下电厂排污函数的回归39
• 3.4 燃烧模型可行性验证39-41
• 3.5 本章小结41-42
• 4 基于细化排污函数及网损的节能调度42-56
• 4.1 基于细化排污函数及网损的节能调度模型42-46
• 4.1.1 网损的计算方法43
• 4.1.2 目标函数43-44
• 4.1.3 约束条件44
• 4.1.4 粒子群算法求解44-46
• 4.2 算例分析46-55
• 4.2.1 26节点6机组发电模型及参数46-48
• 4.2.2 算例结果及分析48-55
• 4.3 本章小结55-56
• 5 结论与展望56-58
• 5.1 结论56
• 5.2 展望56-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士学位论文期间学术论文及科研情况62-63
• 附录63-65
• 致谢65

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