抽水蓄能机组与火电机组启停调峰过程的比较分析

摘要

随着我国社会经济的发展，电力系统负荷增长日益迅速，同时系统的负荷峰谷差值愈来愈大，电力系统调峰的问题日益严峻。各类型机组进行启停调峰是解决调峰问题的主要方式，启停调峰造成的能耗损失在机组能耗中的比例越来越大，合理采用调峰电源以降低启停调峰造成的消耗成为当下热点研究方向。本文以机组在启停调峰过程中的能耗损失为切入点，进行分析。
　　 根据燃煤火电机组、抽水蓄能机组、燃气火电机组在电力系统电源中的比重与分布状况，首先对燃煤火电机组启停过程中的能耗状况进行了详细分析，得出启停过程中不同阶段的能耗损失占比，并以此为基础采用线性因子法推导出启停调峰过程能耗计算公式，同时简要分析了燃气火电机组启停能耗;其次，对抽水蓄能机组参与启停调峰过程中的能耗状况进行了详细分析，得出了抽水工况、发电工况的等效能耗计算模型，并推导出其参与启停调峰过程的能耗计算方法;最后，对燃煤火电机组、抽水蓄能机组进行了启停调峰过程中的能耗损失对比以及环境效益对比。在能耗损失对比过程中，采用了以静态分析为基础的等效煤耗法和以动态分析为思路的等效替代法。
　　 通过计算得知，抽水蓄能机组在启停调峰过程中具有节煤效益、环保效益，同时可以改善系统中燃煤火电机组的运行特性，其性能优于燃煤火电机组。在等效替代法的计算过程中，采用了基于MATLAB的遗传算法，并在计算过程中改进了初始种群的产生方法，缩短了运算时间。此外，燃气火电机组调峰性能介于抽水蓄能机组和燃煤火电机组之间，在地域分布上与抽水蓄能机组可互为补充。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 电力系统调峰的内容及发展现状

1．1．1 燃煤火电机组参与电力系统调峰的特点

1．1．2 水电机组调峰参与电力系统调峰的特点

1．1．3 抽水蓄能机组参与电力系统调峰的特点

1．1．4 燃气火电机组参与电力系统调峰的特点

1．1．5 四种主要调峰电源的性能对比

1．2 本论文的主要工作

第二章 火电机组启停调峰过程能耗分析

2．1 火电机组的工作过程

2．2 火电机组的启动与停机过程

2．2．1 火电机组启动分类

2．2．2 火电机组停机分类

2．3 火电机组热态启停能耗特性

2．3．1 热态启动过程能耗特性

2．3．2 额定参数停运过程能耗特性

2．4 火电机组热态启停损耗计算

2．4．1 热态启停过程能耗损失的算法

2．4．2 基于线性因子法的火电机组热态启停能耗计算

2．4 燃气火电机组的启停能耗分析

2．5 本章小结

第三章 抽水蓄能机组启停调峰过程的能耗分析

3．1 抽水蓄能机组的工作过程

3．2 抽水蓄能机组参与调峰的方式

3．3 抽水蓄能机组的理论工作模型

3．4 抽水蓄能机组的启停过程及能耗分析

3．4．1 发电工况的启停过程及能耗分析

3．4．2 抽水工况的启停过程及能耗分析

3．5 抽水蓄能机组抽水工况与发电工况的等效煤耗计算

3．5．1 抽水工况的等效煤耗计算

3．5．2 发电工况的等效煤耗计算

3．6 抽水蓄能机组启停调峰过程能耗计算

3．7 本章小结

第四章 抽水蓄能机组与火电机组启停调峰过程的静态比较

4．1 等效煤耗法对火电机组与抽水蓄能机组对比分析

4．1．1 等效煤耗法的计算模型

4．1．2 等效煤耗法的计算示例

4．2 抽水蓄能机组环保效益的计算

4．2．1 燃煤火电机组的污染物排放计算

4．2．2 抽水蓄能机组污染物等效减排计算

4．3 燃气火电机组的环境效益计算与对比

4．3．1 燃气火电机组污染物排放计算

4．3．2 燃气、燃煤火电机组与抽水蓄能机组环境效益的对比

4．5 本章小结

第五章 抽水蓄能机组与火电机组启停调峰过程的动态比较

5．1 基于动态比较的等效替代法对比火电机组与抽水蓄能机组

5．1．1 等效替代法的数学模型

5．1．2 等效替代法模型的算法选择

5．2 基于等效替代法的启停调峰过程动态比较仿真示例

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间参与科研项目

附录B MATLAB仿真程序