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什么是火电机组的灵活性改造?

作者:中国储能网新闻中心 来源:电气新科技 发布时间:2020-08-02 浏览:
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以风电、光伏为代表的大规模间歇性可再生能源(Intermittent Renewable Energy Sources, IRES)正在加速能源结构的低碳化转变。但是,大规模IRES并网发电,需要电力系统中有足够的灵活性资源实时响应IRES的变化。

现有的灵活性资源主要有四个来源:可调度发电厂的灵活运行、储能设施、跨省跨区交易和需求侧资源。相比于其他三类灵活性资源,可调度发电厂的灵活运行是目前为电力系统提供灵活性最主要的方式。对于含有极高份额不灵活火电厂(尤其是燃煤电厂)的电力系统(如中国、波兰)而言,实施灵活性改造是提升电力系统灵活性最为现实可行的选择。

灵活性改造涉及电厂内部多个子系统的变化,可能需对机组设备的本体进行改造,也可能新建其他辅助设备。研究表明,对图1所示的几个子系统进行改造是提高火电机组灵活性最有效的手段,除控制和通信系统外,热电机组和纯凝机组的改造范围存在差异。

图1 灵活性改造涉及子系统示意图

针对纯凝机组,主要涉及图1左侧的3个子系统:燃料供应、锅炉和烟气化学处理系统。

一方面,锅炉的最低负荷取决于其燃烧稳定性。低负荷时火焰稳定性差,容易发生灭火事故,降低了机组运行安全性,改造路线主要从燃料供应和锅炉侧入手,包括富氧燃烧、等离子稳燃技术和煤粉分离器改造等技术;另一方面,节能及环保指标也是制约锅炉低负荷运行的关键因素,必须要保证低负荷运行时脱硝、除尘器和脱硫等系统的正常投运,考虑因低负荷脱销投运可能造成的空预器低温腐蚀、空预器堵塞等烟气化学处理系统问题的相关技术措施。

针对供热机组,一般较少涉及锅炉低负荷运行问题,主要矛盾集中在热电解耦的问题,涉及图1右侧的两个子系统:汽轮机系统,蒸汽、水循环及储热系统。改造技术包括两类:一类是汽轮机本体改造,包括高背压技术、光轴改造技术和低压缸零出力技术;另一类是增加电锅炉、储热罐等热电解耦设备,增加热电机组的调峰能力。

因此,由于功能定位、技术要求和现场条件不同,一台机组可能有多种可行性改造方案,且方案间的投资成本和改造效果存在差异。

本文编自《电工技术学报》,原文标题为“考虑多主体博弈的火电机组灵活性改造规划”,作者为郭通、李永刚、徐姗姗、高亚静、刘教民。

关键字:火电机组灵活性改造

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