熱電站熱電站的電網(wǎng)調(diào)度模型與并網(wǎng)效益分析

太陽能光伏（ photovoltaic，PV）發(fā)電和光熱（ concentrating solar power，CSP）發(fā)電是大容量太陽能發(fā)電的兩種主要技術(shù)路線。其中，PV發(fā)電已經(jīng)受到了廣泛關(guān)注，在其建模、控制、優(yōu)化調(diào)度以及對系統(tǒng)的影響等方面，已有較多成熟的研究成果。但隨著技術(shù)的不斷改進， CSP也逐漸進入了快速增長期， 至2009年4月，全球裝機總?cè)萘恳堰_1.2GW；預計2014年底將達到13.9GW。相比PV發(fā)電，CSP發(fā)電的研究還相對滯后。

在 CSP系統(tǒng)中，光能被聚集起來對特定的介質(zhì)加熱，介質(zhì)傳遞熱能，制造蒸汽驅(qū)動汽輪機組生產(chǎn)電力。菲涅爾反射鏡、 拋物面槽和聚光塔等是常見的聚光手段。隨著熔鹽儲能技術(shù)的成熟，儲熱系統(tǒng)已成為CSP系統(tǒng)的常見組成部分。相比電磁、化學以及機械等形式的儲能，基于熔鹽的儲熱同時兼具容量大、效率高和成本低等優(yōu)勢。且CSP系統(tǒng)因含有熱交換環(huán)節(jié)而天然具備與TS結(jié)合的條件。配備了TS的CSP系統(tǒng)可在容量允許的范圍內(nèi)對 CSP進行平移，使其成為一種可調(diào)度資源。典型CSP電站的TSS可在無光照條件下支持電站約15h的滿負荷發(fā)電，這使得CSP電站具有良好的調(diào)度特性。另外，CSP的熱交換系統(tǒng)具有較好的可控性和調(diào)節(jié)能力，能支持汽輪機組進行快速出力調(diào)節(jié)，具有與燃氣機組類似的爬坡能力，最快可以達 到每分鐘調(diào)節(jié)20%的裝機容量，遠高于普通火電機組每分鐘調(diào)節(jié)2%～5%的裝機容量。

為了研究CSP電站的運行，有學者致力于研究其仿真技術(shù)，其中由美國NREL開發(fā)的System Advisor Model（SAM）軟件中包含了非常詳細的模型，可用于分析CSP電站的運行特性和經(jīng)濟性。也有研究對PV和CSP發(fā)電技術(shù)做了對比，結(jié)果表明，通常PV發(fā)電的土地利用率更高，而CSP發(fā)電在可調(diào)節(jié)性和環(huán)保性上具有優(yōu)勢，它們的發(fā)電效率優(yōu)劣則與光照條件有關(guān)。還有研究把CSP電站和碳捕集電站做了比較。相關(guān)文獻分析了CSP電站在特定光照條件和市場機制下的經(jīng)濟價值，結(jié)果表明，利用TS，CSP電站能通過制定合理的交易策略獲取更高收益。文獻則更具體地分析了CSP電站容量和價值的關(guān)系。文獻中均建立了CSP電站的數(shù)學模型，但主要被用于分析CSP電站在給定價格曲線時的經(jīng)濟價值，未考慮爬坡、備用等因素，尚無法直接應(yīng)用于含CSP電站的電網(wǎng)調(diào)度問題?？傊珻SP電站本身的運行以及其收益—成本分析是研究的一個重點。CSP電站并網(wǎng)后，對電網(wǎng)調(diào)度運行的影響也值得關(guān)注。分析這些影響，并在此基礎(chǔ)上研究面向改善系統(tǒng)運行的CSP電站調(diào)度模型和方法是必要的，有望進一步提高CSP的競爭力。 2100433B

熱電站詳細內(nèi)容

利用煤、石油和天然氣等燃料發(fā)電的電廠叫火力發(fā)電廠，又發(fā)電又供熱的火力發(fā)電廠叫做熱電廠（也叫熱電站）。熱電廠能較充分地利用發(fā)電廠釋放的廢熱，使燃料得到充分利用。

以燃用煤粉的發(fā)電廠為例，火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程是：把煤粉送到鍋爐中燃燒。放出熱量，加熱鍋爐中的水，產(chǎn)生具有一定溫度和壓強的蒸汽。這個過程是把燃料的化學能轉(zhuǎn)化成蒸汽的內(nèi)能。再將具有一定溫度和壓強的蒸汽送入汽輪機內(nèi)，帶動汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。這個過程是把蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成汽輪機的機械能。汽輪機帶動同一軸上的發(fā)電機旋轉(zhuǎn)而發(fā)出電來。這一過程是把機械能轉(zhuǎn)化為電能。根據(jù)火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程，其生產(chǎn)系統(tǒng)主要包括汽水系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)。在火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程中，進入汽輪機中的高壓熱蒸汽不斷膨脹，流速增大，沖動汽輪機轉(zhuǎn)子帶動發(fā)電機發(fā)電。在膨脹過程中，蒸汽的壓強和溫度不斷降低，最后排入冷凝器中。在冷凝器中，汽輪機排出的蒸汽被冷卻水冷卻，成為凝結(jié)水，凝結(jié)水經(jīng)水泵升壓后，重新打回鍋爐中，構(gòu)成一個閉合的熱力循環(huán)系統(tǒng)。但其循環(huán)的熱效率很低，一般很少超過40%，這就說明燃料所發(fā)出的熱量中有60%損失掉了，而其中絕大部分是蒸汽在冷凝器中傳遞給冷卻水的熱量。一般冷卻水吸熱后溫度要升高10℃左右。凝結(jié)1千克蒸汽，需要通過冷凝器的冷卻水質(zhì)量差不多是蒸汽質(zhì)量的40～50倍。大量的冷卻水，帶走了大量的熱量。但是由于水量龐大，水溫較低，這部分熱量很難利用，經(jīng)常是把帶走大量熱量的冷卻水送到河流或冷卻水池中去，熱量白白損失在大氣中了。例如國產(chǎn)的中壓2.5萬千瓦機組，進入冷凝器的蒸汽量為86噸/小時，冷卻水帶走的熱量約為1.9×10千焦/小時，相當于消耗標準煤6.4噸/小時。

如果能把這部分熱量利用起來，就可以提高燃料利用率，發(fā)電廠的經(jīng)濟效益就能提高。我們知道某些工業(yè)需要利用低壓蒸汽，如化工、印染、造紙、棉紡等工廠，而這些工廠常是自備鍋爐供給蒸汽；又如廠礦、機關(guān)、學校等單位和家屬區(qū)的供暖和生活用水也都要自備鍋爐供給蒸汽和熱水。如果利用電廠的蒸汽來解決它們的供熱需要，就可以節(jié)省許多低壓鍋爐，無需添置設(shè)備和消耗燃料。節(jié)省大量的人力、物力。熱電廠就是這樣一種既供電又供熱的發(fā)電廠。排汽壓超過10帕（1大氣壓），排汽全部供給熱用戶使用的汽輪機叫做背壓式汽輪機。以用背壓式汽輪機供熱的熱電廠為例，它的供熱過程是，由鍋爐產(chǎn)生的蒸汽，進入汽輪機做功。排汽不經(jīng)過冷凝器直接送到熱用戶使用，回收的凝結(jié)水經(jīng)給水泵再送至鍋爐。由于這種供熱方式的熱電廠不需冷凝汽及其附屬設(shè)備，使得設(shè)備簡單投資少。

熱電站火電站與熱電站

1、火力發(fā)電廠，狹義的是指用煤發(fā)電的燃煤電廠，廣義的還包括燃氣（天然氣）、燃油（柴油等）電廠和垃圾電廠等。一般指的火電廠，是指純發(fā)電的電廠。

2、熱電站，指的是供熱和供電聯(lián)合進行的電廠，專業(yè)上叫熱電聯(lián)供。熱電站一般也是用煤發(fā)電。

3、燃煤電廠的流程

煤經(jīng)碎煤機、磨煤機磨細后噴入鍋爐燃燒，將已經(jīng)預熱的補給水在水冷壁中加熱到飽和溫度，并在過熱器中加熱到高溫高壓的過熱蒸汽，過熱蒸汽進入汽輪機帶動汽輪機以3000r/min的速度旋轉(zhuǎn)，汽輪機帶動發(fā)電機一起旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機與勵磁機配合發(fā)出電能供出。汽輪機做功后的乏汽在凝汽器中冷凝后重新經(jīng)過加熱器、省煤器預熱進入鍋爐循環(huán)。

4、供熱電站流程

供熱電站的流程與燃煤電廠流程大致相同，只是在汽輪機做功的過程中，從汽輪機的某一級抽出部分負荷供熱要求的蒸汽直接或經(jīng)過鍋爐再熱后供給各熱用戶（熱用戶是指使用熱電站供汽的用戶）。供熱方式有直接供汽和供熱水兩種方式，根據(jù)熱用戶的要求而定。熱電機組相對純?nèi)济簷C組而言，其水的損失更大，因此補給水量比較大。

5、從經(jīng)濟性分析，同容量機組而言，供熱機組的整體經(jīng)濟性比純?nèi)济簷C組的好，但因熱電站相對容量都比較?。▏鴥?nèi)最大的是300MW），與大容量機組（1000MW）相比較，經(jīng)濟性又差很多。

熱電站基本釋義

熱電站，指的是供熱和供電聯(lián)合進行的電廠，專業(yè)上叫熱電聯(lián)供。熱電站一般也是用煤發(fā)電。

熱電站舉例

劉白羽 《從富拉爾基到齊齊哈爾》：“他們將熱電站的熱水引進玻璃菜棚里，做成了比升煤火還溫暖的暖房?！?/p>

光熱電站 將于2010年8月在北京延慶建成，這是亞洲第一個光熱發(fā)電站，也是中國首座自主知識產(chǎn)權(quán)的光熱電站。這是由中科院、皇明和華電集團聯(lián)合投建的項目。該項目于2006年立項，屬于國家863計劃 （國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃），2008年獲得發(fā)改委批準、允許并網(wǎng)發(fā)電。目前電站安裝即將完成，預計2010年8月份可進入調(diào)試階段。熱電站建成后，每年發(fā)電量將達到270萬千瓦時，并可減排二氧化碳2300余噸。

光熱電站的建成，將為我國太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)開啟千億市場之門，開創(chuàng)新的歷史機遇。

本規(guī)范是根據(jù)建設(shè)部“關(guān)于印發(fā)《2006年工程建設(shè)標準規(guī)范制訂、修訂計劃（第二批）》的通知”（建標136號）的要求，由中國電力工程顧問集團西南電力設(shè)計院會同有關(guān)單位編制而成。

本規(guī)范在編制過程中，編制組總結(jié)了國內(nèi)已建地熱電站的勘察成果和工程實踐經(jīng)驗，全面考慮了地熱電站所在熱田區(qū)具有區(qū)域地質(zhì)復雜、地震活動性強、活動斷裂發(fā)育等特點和存在地熱流體對巖土的腐蝕、性狀變化等方面的巖土工程問題，明確了地熱電站各設(shè)計階段巖土工程勘察的要求，根據(jù)各類建筑特點制定了相應(yīng)的勘察標準，經(jīng)反復討論、認真修改，最后經(jīng)審查定稿。

本規(guī)范共分9章，主要內(nèi)容包括：總則、術(shù)語、基本規(guī)定、各勘察階段任務(wù)和要求、各類建（構(gòu)）筑物地段勘察、專門巖土工程勘察、地下水勘察、現(xiàn)場檢驗、巖土工程分析評價和成果報告等。

本規(guī)范中以黑體字標志的條文為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行。

本規(guī)范由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部負責管理和對強制性條文的解釋，由中國電力企業(yè)聯(lián)合會負責具體日常管理，由中國電力工程顧問集團西南電力設(shè)計院負責具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。在執(zhí)行規(guī)范過程中，請各單位結(jié)合工程實踐、認真總結(jié)經(jīng)驗，并將意見和建議寄交中國電力工程顧問集團西南電力設(shè)計院國家標準《地熱電站巖土工程勘察規(guī)范》編寫組（地址：成都市東風路18號，郵政編碼：610021，E-mail：ytk@swepdi．corn）。2100433B