供需側(cè)調(diào)峰方式對電力系統(tǒng)能效影響分析.pdf

1、隨著中國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)，電力需求放緩，電力增長的空間遠(yuǎn)低于預(yù)期，特別是煤電利用小時(shí)數(shù)逐年下降。同時(shí)，電網(wǎng)調(diào)峰能耗與國際先進(jìn)水平差距較大，當(dāng)前中國電力系統(tǒng)調(diào)峰能耗高，電網(wǎng)調(diào)峰的職能與結(jié)構(gòu)依然較為單一，主要是由煤電機(jī)組低負(fù)荷調(diào)峰?？稍偕茉床⒕W(wǎng)參與調(diào)峰比例較低，調(diào)峰能效亟待提高。本文根據(jù)《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》、“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源建設(shè)中的相關(guān)要求，系統(tǒng)地分析了供需側(cè)調(diào)峰方式對電力系統(tǒng)能效影響的關(guān)鍵因素，以及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能效提升

2、的途徑和方法。實(shí)現(xiàn)多類型能源互補(bǔ)優(yōu)化，使得系統(tǒng)最大限度地開發(fā)利用可再生能源與清潔能源、最大幅度地提高系統(tǒng)調(diào)峰能效，取得了一些有理論意義和工程實(shí)用價(jià)值的研究成果。本文主要研究內(nèi)容和所取得的研究成果如下:
　　(1)煤電兩班制與抽水蓄能聯(lián)合調(diào)峰方式優(yōu)化。煤電機(jī)組低負(fù)荷調(diào)峰期間，脫硝系統(tǒng)通常無法正常投用，已成為區(qū)域電網(wǎng)綠色調(diào)度急需解決的問題。為此，本文在定性分析抽水蓄能與煤電機(jī)組調(diào)峰方式對脫硝能效影響的基礎(chǔ)上，建立了基于煤電兩班制與抽水

3、蓄能聯(lián)合調(diào)峰的區(qū)域系統(tǒng)調(diào)峰優(yōu)化模型，以及考慮污染物處理和排放成本的抽水蓄能與煤電機(jī)組聯(lián)合調(diào)峰優(yōu)化模型。與優(yōu)化前系統(tǒng)調(diào)峰方式相比，優(yōu)化后采用抽水蓄能與煤電機(jī)組兩班制聯(lián)合調(diào)峰方式，一個(gè)日調(diào)峰周期內(nèi)，脫硝、脫硫、煙塵處理成本、碳排放成本和發(fā)電總成本均有所降低，因脫硝系統(tǒng)能耗受低負(fù)荷調(diào)峰運(yùn)行參數(shù)影響更大，故對其成本影響更加明顯。文中建立的考慮污染物處理和排放成本的抽水蓄能與火電機(jī)組聯(lián)合調(diào)峰優(yōu)化模型，提高了區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境效益，證明了模型

4、及方法的合理性和實(shí)用性，以及區(qū)域系統(tǒng)調(diào)峰機(jī)組污染物超低排放的可達(dá)性。
　　(2)煤電兩班制、抽水蓄能與風(fēng)-光-水電聯(lián)合調(diào)峰節(jié)能潛力分析。木文設(shè)定在同樣滿足系統(tǒng)供電可靠性前提下，根據(jù)水電機(jī)組的運(yùn)行特性、風(fēng)電、光伏發(fā)電的運(yùn)行特性，分析了其與煤電機(jī)組聯(lián)合調(diào)峰運(yùn)行的減排機(jī)理與計(jì)算方法。在可再生能源發(fā)電機(jī)組、供熱機(jī)組供熱期發(fā)電優(yōu)先權(quán)確定的基礎(chǔ)上，基于電量置換分析了各區(qū)域系統(tǒng)節(jié)能減排潛力。此外，煤電發(fā)電與可再生能源發(fā)電（水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電）

5、協(xié)同運(yùn)行，需要充分考慮清潔能源的替代效益、煤電機(jī)組的負(fù)荷均衡效益及調(diào)峰優(yōu)化收益，以及發(fā)電機(jī)組空間及時(shí)間分布等影響，應(yīng)充分發(fā)揮煤電發(fā)電機(jī)組的支撐作用。
　　(3)供需側(cè)調(diào)峰對系統(tǒng)調(diào)峰能效影響定量分析。設(shè)定在同樣滿足系統(tǒng)供電可靠性前提下，基于供需側(cè)調(diào)峰優(yōu)化對系統(tǒng)能效影響，以及系統(tǒng)吸納可再生能源發(fā)電的潛力進(jìn)行分析研究，以某區(qū)域電力系統(tǒng)為例進(jìn)行實(shí)例仿真，論證了供應(yīng)側(cè)通過煤電機(jī)組兩班制調(diào)峰進(jìn)行優(yōu)化，可很大程度的提升煤電機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷率與系統(tǒng)能

6、效。系統(tǒng)在煤電機(jī)組采用兩班制調(diào)峰運(yùn)行模式的基礎(chǔ)上，增加水電機(jī)組參與調(diào)峰，則會進(jìn)一步增加系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性，以及系統(tǒng)吸納可再生能源發(fā)電的潛力，從而不斷提升系統(tǒng)能效。上述煤電機(jī)組與水電機(jī)組聯(lián)合優(yōu)化調(diào)峰，在確保風(fēng)電、光伏發(fā)電優(yōu)先入網(wǎng)情況下，幾乎不用額外投入成本，只需改變調(diào)峰模式。
　　(4)供需側(cè)調(diào)峰能效評價(jià)方法設(shè)計(jì)。文中設(shè)定在同樣滿足系統(tǒng)供電可靠性前提下，建立基于熵權(quán)屬性識別的調(diào)峰能效評價(jià)體系。采用系統(tǒng)煤耗、煤電機(jī)組煤耗、可再生能源并網(wǎng)

7、系數(shù)、棄風(fēng)率和電網(wǎng)負(fù)荷率作為系統(tǒng)調(diào)峰方案的五大能效評價(jià)指標(biāo)，將屬性識別模型和信息論中的信息熵理論結(jié)合起來，建立調(diào)峰方案的屬性空間并進(jìn)行有序分割，然后利用熵權(quán)法確定屬性的客觀權(quán)重區(qū)間，采用加權(quán)和的方式計(jì)算調(diào)峰方案的屬性測度;最后，按照置信度準(zhǔn)則，確定該調(diào)峰方案的優(yōu)劣。保證了評價(jià)結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確性。以北方某區(qū)域電網(wǎng)為例，選取某典型日為評價(jià)對象，應(yīng)用基于熵權(quán)屬性識別的調(diào)峰能效評價(jià)體系對其進(jìn)行了評價(jià)。論證了基于熵權(quán)和屬性識別模型的調(diào)峰綜合評價(jià)

8、方法在系統(tǒng)調(diào)峰決策巾是行之有效的。該評價(jià)方法能客觀地評估各調(diào)峰方案的優(yōu)劣程度，并且使所研究的問題定量化，表明了評價(jià)方法的可行性和實(shí)用性。
　　(5)嘗試性地提出了提高系統(tǒng)供需側(cè)調(diào)峰能效的對策建議。在系統(tǒng)能效評價(jià)分析的基礎(chǔ)上，從供應(yīng)側(cè)各電源互補(bǔ)運(yùn)行、供應(yīng)側(cè)與需求側(cè)協(xié)同運(yùn)行、以及調(diào)峰方式與備用容量等輔助服務(wù)方面，綜合優(yōu)化分析電源結(jié)構(gòu)問題與負(fù)荷結(jié)構(gòu)問題。從系統(tǒng)調(diào)峰優(yōu)化運(yùn)行、系統(tǒng)能效評價(jià)與政府監(jiān)管的角度，分析并提出相關(guān)對策建議。