CN107045660B

CN107045660B - 一种电站热耗煤耗建模评估方法

Info

Publication number: CN107045660B
Application number: CN201610080862.9A
Authority: CN
Inventors: 陈伟; 万军; 潘登宇; 张继雄
Original assignee: Hydrochina Corp; Hydrochina Engineering Consulting Corp
Current assignee: Hydrochina Engineering Consulting Corp; PowerChina New Energy Group Co Ltd
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2016-02-05
Publication date: 2021-09-21
Anticipated expiration: 2036-02-05
Also published as: CN107045660A

Abstract

本发明公开了一种海外电站投资热耗煤耗建模评估方法，包括如下步骤：(1)设计国外电站投资的机组热耗谈判影响流程图；(2)BOT项目电价构成模式分析；(3)设计BOT项目C厂热耗谈判关键点分析图；(4)设计BOT项目C厂燃料收支平衡动态分析图；(5)设计BOT项目B、C厂合同对比分析图；(6)设计机组热耗主要影响因素及各阶段目标控制图；该方法可以组建一个投资收益动态表，同时该方案使得投资决策人员在投资决策过程中能预先准确反映设备性能和收益关系和相互影响的作用关系，该方法具有较好的可扩展性且量化性，并建立良好的应用方向，有利于建立更为广阔的电站投资决策软件和专家系统。

Description

一种电站热耗煤耗建模评估方法

技术领域

本发明涉及一种方便于量化收益的评估方法，具体涉及一种电站热耗煤耗建模评估方法。

背景技术

工程投资及建设中经常遇到问题是：因机组效率不佳，影响资金回收率，特别是当煤价上涨时，应收电费中燃料付款存在很大风险。本发明从谈判、建设、运行等方面来阐述合同谈判、实施等过程中的关键点和难点，并通过2个项目关于燃料付款部分差异对比，揭示中的资金风险和机遇。

热耗谈判是购电协议(PPA)中非常重要一部分，直接影响收益，机组热耗低则燃料付款为正收益，煤价越高收益越大，反之亦然。热耗谈判中经过买卖双方的立论、沟通以及分析计算，提出论点、论据来谈判，最终达成一致。剩下的是设计优化、汽轮机和锅炉厂家效率保证、施工单位施工控制点、试验单位各关键部位试验及调试优化。

常规电站评估收益方法是：根据电网的要求提供适合设备，然后根据电网的热耗表来自我评估设备是否能达到系统总的热耗率。首先分析各汽机、锅炉、电力系统的热耗率和效率，得到机组各系统的热耗，再通过煤耗和热耗的公式考虑各系统损耗后折算煤耗。简单地说，常规电站中采用单向递推的方法。

相比于传统电站围绕着热耗和煤耗的单纯计算，本项目考虑热耗和煤耗的关联性，同时围绕着热耗、煤耗收益平衡点的研究。平衡点分析表生成来源于PPA购电协议中煤电联动关系和电价计算公式中关系，因热耗谈判的不确定性，以及印尼C厂合同采用煤高位发热值来计算电价中燃料付款，必须将各种工况以及相互之间的关系建立数学模型，讨论煤价(PM)波动及煤的高位发热值(Qgr.ad)、实际工况煤耗变化对总燃料收支平衡所起的关键作用。挖掘出合同隐藏的风险，提前为热耗谈判布局并控制风险。而这种煤电联动关系和电价计算关系又是在实际决策中难以对其细化和量化建模方法。在电站决策过程中，如何建模量化和控制投资风险尤为重要。

综上所述，亟待解决的问题是，找到一种电站建模并量化和控制收益，把技术中机组经济性和收益关联起来，使其能更好的贯穿、采购、施工和调试、运行全过程。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种热耗煤耗建模评估方法，该方法可以组建一个收益动态表，同时该方案使得决策人员在决策过程中能准确反映设备性能和收益关系和相互影响的作用关系，该方法具有较好的可扩展性且量化性，并建立良好的应用方向，有利于建立更为广阔的电站决策软件和专家系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种电站热耗煤耗建模评估方法，包括如下步骤：

(1)设计电站的机组热耗谈判影响流程图：该图表示出机组热耗谈判各步骤的相互关系和连接关系、信息流向，其中，每一个所述信息流向中可传递多种信号，该多种信号根据其所述表示的内容可划分为设备热耗参数集类型或经济参数集类型，根据不同的信息集类型对传递的所有信号进行编号形成信息集编号；

(2)BOT项目电价构成模式分析：该模式分析包括以下内容：固定成本分析、变动成本分析，其中，步骤固定成本分析包括电厂部分回收和运行、维护费用；

(3)设计BOT项目C厂热耗谈判关键点分析图：热耗谈判中的关键点表象是各工况的热耗状态表，其实质是与之关联技术参数反映的电价计算公式，首先分析关键因素的相互影响关系，该图把谈判前和谈判后的状态对比，反映出相关谈判中最关键的因素，及取得的谈判各部分成果及总热耗的总体成果；

(4)设计BOT项目C厂燃料收支平衡动态分析图：本燃料收支动态分析是技术和经济关联关系的建模表现的最核心的部分，

煤价波动、燃煤高位热值、实际工况煤耗为燃料付款的影响因子，即热耗、煤耗影响机组收益；反之，热耗谈判中燃料付款确立后，又反作用于热耗、煤耗平衡点；

设备性能为影响机组热耗和煤耗的因素，常规影响因素有锅炉效率、汽轮机热耗率、管道效率、厂用电率和机组长时间运行老化；非常规影响因素有煤场煤损耗、自燃、汽轮机汽封间隙、汽轮机真空度、锅炉燃烧调整、排气温度和煤粉细度。

设备制造质量、设计水平决定汽轮机效率、锅炉效率，厂用电率、管道效率影响机组净热耗；而老化系数修正机组净热耗；入厂煤品质决定煤的高、低热值；煤发热值、热耗和单位电量煤耗等作燃煤付款计算因子；

据设备运行历史，根据这些参数及老化因子算出热耗率SHR_CC，得到SHR_CC，后和买电方谈判，把燃料风险降到最低。

(5)设计BOT项目B、C厂合同对比分析图：通过2个电厂的合同分析，其关键因素如燃料相关中的煤、燃料付款、热耗和煤耗；奖罚项目；合理性分析，总体在合同角度来分析系统风险和风险；

(6)设计机组热耗主要影响因素及各阶段目标控制图：通过各系统汽机、锅炉、电气技术中的热耗影响关键点分析来指导采购、安装、调试、运行中的各种风险控制和技术把握，从而为电厂取得好的热耗和煤耗在各阶段控制和树立目标。

进一步的，所述步骤(2)中变动成本分析包括燃料成本费用和可变的运行维护费用。

进一步的，所述步骤(6)只有对设计、监造、施工、调试方面的关键点进行把控，最后才能得到高性能的机组，使得机组热耗优质达标，并优于合同平衡点，从而燃料付款项盈利。

本发明的有益效果：

本发明燃料付款和热耗、煤耗关联在谈判前应策划好，争取在源头做好，从技术上提高机组净热耗及供电煤耗；然后从设计、采购、监造、施工、调试、合同处理等方面协调控制；最后做好运行、煤采购及管理等工作。整个过程复杂多变、相互影响，处理好就能建成高性能、高收益节能BOT电厂；本发明模型所涉及的技术和经济参数都是由基本参数组合和转化而来，最终通过本模型反映出燃料付款这种占成本70％以上的收益和技术参数的关联关系，最终在动态平衡表中得以量化归集，创新点是引入煤耗热耗平衡点概念，及模型归一化投资谈判步骤和量化归集技术指标和购电协议经济参数。

附图说明

图1为本发明电站的机组热耗谈判影响流程图；

图2为本发明电网侧流程图。

图3为本发明电厂侧流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：

本部分按照下面顺序说明本发明建模流程：

(1)本发明建模基本流程；

(2)按照上述基本流程的完成的电站实施例。

[基本流程]

首先，收集购电协议中的谈判电价计算热耗率图、技术和经济公式及其设备参数；然后，按发明电站的机组热耗谈判影响流程图来准备和组织热耗谈判：其中宏观分别总结出对表1BOT项目电价构成模式、表4调研不同项目电站合同对比、细表2电站热耗谈判关键点；再进一步量化深化研究表3电站燃料收支平衡动态；最后表5过程控制机组热耗主要影响因素及各阶段目标。

表1BOT项目电价构成模式

表2BOT项目C厂热耗谈判关键点

表3印尼C厂燃料收支平衡动态

表4机组热耗主要影响因素及各阶段目标

对上面部分之间的关系，以下进行详细描述：

(1)谈判电价计算热耗率图、技术和经济公式及其设备参数

收集购电协议中的谈判电价计算热耗率图、技术和经济公式及其设备参数，如下表，其目的为电站热耗谈判影响流程图中的预算各部分热耗及预算总热耗做充分准备；并纵横比较发现各部分参数的优越、不足及需要改进的地方。本步骤是研究合同及设备采购选型的基本步骤。

表5 130MW热耗率计划表

非Rp损耗的资本回收率，用于计算容量付款A项，帐期内其数值应大于或等于AFpm

CCR 1-10年＝262.98000

CCR 11-20年＝236.68200

CCR 21-30年＝184.08600

资本回收率(实际为CCRm的a％)，用于计算容量付款A项，帐期内其数值应大于AFpm。

需调整的四个收费率为：

样本计算

月度容量以及电量支付

	总付款计算
		部分A	2,382,494.41722
部分B	325,086.03741
		部分C	1,476,601.30719
部分D	81,600.00000
		部分E	0.00000
总计	4,265,781.76182

通过此表可以看出燃料付款C部分在整个收益中的比重非常大。故研究热耗煤耗动态平衡点和表对其建模意义重大。

燃煤的高热值(kcal/kg为单位)，用于计算电量收费比。

HHV＝5,200………kcal/kg

比热指数(Kcal/kWh为单位)，根据合同容量生产一度电所需燃料输入的量，用于计算电量付款的C项。

SHR_cc＝2448kcal per kWh

P＝燃料费用补助(包括运费价格)，用于计算电量收费比ECR。

P＝30(^*)……

电量付款公式燃料付款：C项

C_m＝Ea×(SHR_w/SHR_cc)×ECR_m

其中

C_m＝该帐期电量付款的C项。

E_a＝该帐期PLN的实际受电，在帐期末电能计量系统的读数为准

SHR_w＝适用该帐期的加权平均比热指数(Kcal/kWh为单位)。

SHR_cc＝合同容量的比热指数(Kcal/kWh为单位)。

ECR_m＝电量收费比，该帐期中每生产一度电的燃煤费用。

ECR_m的值由以下公式得到ECR_m＝SHR_cc×(1/HHV)×P_m/1000

Where:其中

SHR_cc＝上文已定义

HHV＝燃煤高热值(kcal/kg为单位)，已定义。

P_m＝该帐期m中，燃料费用补助。

C项的支付

设计煤种和合同协议煤种比较

设计煤种资料

谈判中按流程图对锅炉效率修正

二、基于设计煤种，锅炉热耗损失如下(按以上煤质得到的锅炉效率如下)

1、高位发热值

2、低位发热值

(2)实施电站的机组热耗谈判影响流程图

电站的机组热耗谈判影响流程图的关键，是通过不断的收集和谈判来反馈传递技术和机组收益经济层面的信息。方法是通过流程步骤找出难点和协议双方的重点，在技术和经济收益上关联点，从对内设备厂家性能要求，对外热耗谈判了解双方底线，以便在谈判中占据主动、规避风险，实现收益最大化。其中BOT项目电价构成模式图、调研不同项目电站合同对比，细化分析热耗谈判关键点图，为热耗谈判中我方立论的依据和判断对方底线有重要作用。

(3)量化深化研究电站燃料收支平衡动态

电站燃料收支平衡动态，是电站的核心中的核心，在与电网公司PPA合同的电价计费公式中，燃料付款项以煤的高位发热量来计算单位电价(占70％电厂生产成本的燃料付款是核心，买售电方机组供电煤耗和机组净热耗协定值是核心中的核心，议定煤耗和实际煤耗相对比决定盈亏当机组性能不好时，合同燃料总收支亏，煤价上涨影响燃料收支；反之，若机组性能好，煤价越涨则燃料收支盈余越大。通过谈判锅炉效率来提高机组热耗率SHRcc，见图1，即提高机组燃料收支平衡点，根据电网“煤因素剔除”原则，最佳形式是采取电网直接供煤。否则非满负荷运行、煤种Qgr.ad、煤价、实供电煤耗变化等因素影响燃料收支。其次从选煤、经济运行、煤场维护、购煤技巧、供电煤耗等方面下功夫降低热耗，是规避风险及增收的途径。

(4)过程控制机组热耗主要影响因素及各阶段目标

热耗谈判结束后，就必须在技术上严格实施过程控制机组热耗影响因素并树立各阶段目标和控制点，只有对设计、监造、施工、调试方面的关键点进行把控，最后才能得到高性能的机组，使得机组热耗优质达标，并优于合同平衡点，从而燃料付款项盈利。

综上，以上流程步骤互为关联、制约的关系，但最重要总体把握在第二步热耗谈判流程运作上，第三步量化深化研究电站燃料收支平衡动态是建模的重点，具体详见其建模计算公式，其核心思想是建模把技术和经济收益在核心上层总公式上关联互动，是一种技术和经济的结合，可以实现量化技术参数和量化经济参数，为设备选型和电价谈判都埋下重的一笔。可以方便、准确的组建出以下本本发明电站热耗煤耗评估建模评估方法及技术和经济关联影响研究实例。

[电站实施例]

国内发电集团建设电厂时，热耗率谈判是购电协议(PPA)中非常重要一部分，直接影响收益。介绍了PPA谈判的流程及关键点，指出了煤价波动、燃煤高位热值、实际煤耗为燃料付款的影响因子，即热耗率、煤耗影响机组收益；通过分析特征工况及平衡点，进一步揭示了热耗率和煤耗对燃料付款的反作用。对比了印尼B，C电厂合同中热耗率及燃料付款的优、缺点，提出了设计、监造、施工、调试等过程关键点的控制，可为国内发电集团建设电厂提供依据。

工程及建设中经常遇到问题是：因机组效率不佳，影响资金回收率，特别是当煤价上涨时，应收电费中燃料付款存在很大风险。本文从谈判、建设、运行等方面来阐述合同谈判、实施等过程中的关键点和难点，并通过2个项目关于燃料付款部分差异对比，揭示资金风险和机遇。

1、机组上网电价和PPA谈判

1.1上网电价模式

建设建设-运营-移交(BOT)电源项目PPA协议上网电量及电价直接决定成败。BOT项目有2种电价模式：按单一制电量电价“照付不议”；电厂可用容量及实际上网电量收费两部制上网电价。

发电成本由固定成本和变动成本组成。机组容量决定固定成本，变动成本主要随发电量变化。单一制电量电价不区分这2种不同性质的成本。BOT项目电价构成模式见图2。

若BOT电厂成本、收益通过单一制电量电价模式回收，则为单一制电量电价模式，但谈判双方很难就购电方承诺电厂年最低利用小时数达成一致，故较难采用单一制电量电价“照付不议”模式。

两部制上网电价是无论是否发电，电厂只要能保证机组在可用期可用容量达到PPA协议保证的容量，电网就必须支付容量电费给电厂，若电网调度调用电厂发电，还需支付电量电费，故电厂无需电网承诺年最低利用小时数。印尼电网一般设置性能试验测量机组净容量。

BOT电源项目电价机组基本采用电力市场上被广泛应用的两部制电价模式。某些情况下，购电方是燃料供应方，无需单独签订燃料供应协议。本文对比2个印尼项目不同燃料供应来分析燃料供应合同的重要性。

1.2PPA谈判的关键要素

PPA谈判应从定性电价结构开始，达成一致技术性事项，谈判要致力于构建合理的风险分配。谈判双方可对争议事项做模糊定义，或搁置一些未来存在的不确定因素，关键条款取得一致意见后，签谅解备忘录。

PPA谈判关键在于保证项目稳定的现金流。项目公司要始终围绕现金流，消除各种不确定因素，识别各类项目风险，并寻找转移风险方法，直至达成双方可接受方案。

(1)电价建议书包括资产回报、还本付息、燃料费用以及固定和变动费用等公式，在谈判中，谈判双方尤其是售电方必须对各个假设条件、计算公式、参数取值等进行详细阐释，细节要素都必须有理论、惯例和统计基础，使得双方在尽可能多的方面达成一致。

(2)电量电价应与燃料价格指数以及其他价格指数联动，以传递外部环境变化带来的运营风险。

2、PPA热耗谈判流程及热耗影响因素

热耗谈判流程如图1所示；煤价波动、燃煤高位热值、实际工况煤耗为燃料付款的影响因子，即热耗、煤耗影响机组收益；反之，热耗谈判中燃料付款确立后，又反作用于热耗、煤耗平衡点。

设备(锅炉、汽轮机等热力系统及厂用电)性能为影响机组热耗和煤耗的因素。常规影响因素有锅炉效率、汽轮机热耗率、管道效率、厂用电率等，机组长时间运行老化等也需考虑；非常规影响因素有煤场煤损耗、自燃、汽轮机汽封间隙、汽轮机真空度、锅炉燃烧调整、排气温度、煤粉细度等。

设备制造质量、设计水平决定汽轮机效率、锅炉效率，厂用电率、管道效率影响机组净热耗；而老化系数修正机组净热耗；入厂煤品质决定煤的高、低热值；煤发热值、热耗和单位电量煤耗等作燃煤付款计算因子。

3、燃料付款与热耗、煤耗相关性分析

3.1、燃料付款公式影响热耗、煤耗平衡点

在与电网公司PPA合同的电价计费公式中(下面数据以C厂为例)，燃料付款项以煤的高位发热量来计算单位电价(占70％电厂生产成本的燃料付款是核心，买售电方机组供电煤耗和机组净热耗协定值是核心中的核心，议定煤耗和实际煤耗相对比决定盈亏)，BOT项目C厂热耗谈判关键点见图3。

(1)不能直接把汽机设计热耗率给电网，因设计、运行值之间差别大，汽轮机汽封间隙、真空度、机组老化等因素未被考虑。

(2)据设备运行历史找汽轮机热耗率、锅炉效率、厂用电率等，根据这些参数及老化因子算出热耗率SHRCC，，得到SHRCC，后和买电方谈判，务求把燃料风险降到最低甚至盈利。

因上述原因，节能只能在管道效率、厂用电率、机组老化、煤场煤损耗、自燃、汽轮机汽封间隙、汽轮机真空度、锅炉燃烧调整、排气温度、煤粉细度以及设备、设计上下功夫。

3.2热耗、煤耗对燃料付款的反作用

燃料付款

C_m＝E_a×ECRm×(SHRw/SHRcc)＝E_a×SHRcc×P_m×(1/Q_gr.ad)×(SHRw/SHRcc)，

单位电价

ECRm＝SHRcc×P_m×(1/Q_gr.ad)，

式中：E_a为供电电量，kW·h；SHRw为加权比热指数，kJ/(kW·h)；SHRcc为比热指数，kJ/(kW·h)；Q_gr.ad为煤的高位发热量，kJ/kg；P_m为原煤煤价；ECRm为每千瓦时电费。

3.2.1特征工况选取及平衡点

(1)特征工况。实际生产中选取较典型工况进行研究，在性能试验阶段也须对常用工况或特征工况进行试验，从而获得一些典型参数(如净出力，入炉煤高低热值)，这些参数是电网公司结算需要计算电费公式中的重要因子。

(2)合同及其样本中不同工况。一般在PPA合同中对不同工况下会给出典型计算样本，为电费结算提供依据。

(3)平衡点。在影响燃料付款收支3个因子(煤价波动及Qgr.ad、实际工况煤耗)中，固定前2个因子时，燃料付款收支平衡时的实际煤耗为机组平衡点。

3.2.2、不同工况的经济性

分析、量化不同工况的经济性，不仅对前期热耗谈判意义重大，还可对后期经济运行提供依据。分析不同工况下的盈亏及重要参数，能把握电厂经济性能的相关问题及关键点。C厂燃料收支平衡动态见表3。

(1)煤价波动、煤的高热值及实际工况煤耗等因素对总燃料收支平衡起关键作用。

(2)对比PPA修订前工况1、工况2，非满负荷时，热耗谈判前电网的燃料收支受煤价影响大，无法平衡；满负荷时，按现有煤价水平，142MW机组无法达到煤耗收支平衡点339.02g/(kW·h)，收支亏。除非煤价跌到30，且煤耗为350g/(kW·h)，才能盈利。故需热耗谈判修订PPA合同。

(3)工况3是一个非常典型的工况，充分说明电网实际燃料平衡点为380g/(kW·h)，煤价不会影响收支。

(4)针对工况3衍生出在假设机组煤耗平衡点为368，350，380g/(kW·h)的情况下(因机组还没建成，煤耗无法确定，只为热耗谈判建立动态数据模型)，参照煤耗平衡点，反映实际煤耗不同时的燃料收支情况。

(5)因热耗谈判的不确定性，以及C厂合同采用煤高位发热值来计算电价中燃料付款，必须将各种工况以及相互之间的关系建立数学模型，讨论煤价(PM)波动及煤的高位发热值(Qgr.ad)、实际工况煤耗变化对总燃料收支平衡所起的关键作用。挖掘出合同隐藏的风险，提前为热耗谈判布局并控制风险。

(6)368g/(kW·h)为电厂燃料盈亏煤耗平衡点目标。

3.3、净热耗等多种因素对煤耗以及燃料收支分析

C厂燃料收支平衡动态见下表中工况1、工况2为PPA修订前，其他为PPA修订后。

3.4、B，C电厂不同合同形式分析

B，C电厂合同对比可知：C厂燃料付款不合理。

(1)合同采用煤的高位发热值计价，但实际购煤中无不含总水分(M)和收到基氢(H)的煤种。

(2)合同中燃料付款项结算没考虑汽化潜热不做功，因而违背自然规律(因煤高、低位发热值差8％～12％)。

(3)合同中B厂按煤低位发热值供给原煤，使同个电网公司B，C厂供煤计量和结算标准存在差异。

4设计、监造、施工、调试等过程的关键点控制

只有对设计、监造、施工、调试方面的关键点进行把控，最后才能得到高性能的机组，使得机组热耗优质达标，并优于合同平衡点，从而燃料付款项盈利。

4.1机组热耗目标

按PPA热耗谈判，机组热耗小于11123kJ/(kW·h)，但因采用煤的高位发热值计算电费，供电煤耗平衡点为350g/(kW·h)，机组热耗目标为行业标准366g/(kW·h)，见表4。

4.2机组热耗主要影响因素及各阶段对策

机组热耗主要影响因素及各阶段目标，见表5。

5、总结

5.1BOT下燃料付款及热耗、煤耗关联性研究

BOT下燃料付款及热耗试验特关联性的研究，实质是经济与技术相关性的研究。两者互为影响、关联。在燃料付款合同中，热耗、煤耗谈判前，需研究设备技术参数，可反作用于热耗谈判；热耗和煤耗又反过来判断燃料付款公式是否合理，以及设计与实际的汽轮机热耗率、锅炉效率、厂用电率等是否达标且满足合同要求[7]。

5.2BOT下燃料付款及热耗的特殊点

(1)由于B，C电厂热耗及燃料付款的特点不同，罚款、结算、购煤方式及热耗也不同，这些因素又反过来影响合同执行和成本变化，进而影响收益。

(2)采用两部制上网电价，燃料付款在生产成本中所占比例较大，故控制燃料成本至关重要。

(3)燃料付款和热耗密切相关，需在热耗谈判中修正合同。

5.3BOT下煤耗关键点

(1)当机组性能不好时，C厂合同燃料总收支亏，煤价上涨影响燃料收支；反之，若机组性能好，煤价越涨则燃料收支盈余越大。通过谈判锅炉效率来提高机组热耗率SHRcc，见表2，即提高机组燃料收支平衡点，见表3(工况2、3)，但又被煤种变更和汽化潜热因素抵消，汽轮机效率设计值无法达到，煤质影响收益。

(2)供电煤耗为350g/(kW·h)是燃料收支平衡点，热带地区电厂开式水温高，真空度提高较难，燃料收支难平衡。

(3)煤耗和热效率决定生存，煤价因素没有剔除，煤价高导致发电亏损。根据海外电网“煤因素剔除”原则，最佳形式是采取B厂电网直接供煤。否则非满负荷运行、煤种Qgr.ad、煤价、实供电煤耗变化等因素影响燃料收支。从选煤、经济运行、煤场维护、购煤技巧、供电煤耗等方面下功夫降低热耗，是规避风险及增收的途径。

本发明公开了电站的热耗煤耗建模评估方法及技术和经济关联影响研究方法，用于电站决策和热耗谈判的控制、过程控制机组热耗主要影响因素及各阶段目、核心在建立热耗煤耗建模评估量化研究电站燃料收支平衡动态，见表3，从而实现技术和经济收益的结合，并揭示了其相互关联作用，见图1。

本发明实现了电站的热耗煤耗评估，并量化和揭示了其技术和经济收益关联关系。

综上所述，燃料付款和热耗、煤耗关联在谈判前应策划好，争取在源头做好，从技术上提高机组净热耗及供电煤耗；然后从设计、采购、监造、施工、调试、合同处理等方面协调控制；最后做好运行、煤采购及管理等工作。整个过程复杂多变、相互影响，处理好就能建成高性能、高收益节能BOT电厂。

本发明的应用：

1.一种煤电联动的计算方法:(机组电价与所有相关技术和机组状态有关，电价是不断波动动态的，促使不断技改和产生好性能电源点)

与国内煤电联动公式的不同：国内煤电联动公式只反映了价格因素，应用我的模型计算煤电联动，把技术因素柔和进入电价和燃料付款计算。如煤的低位发热值，煤价、机组运行方式等等。

1.1国内煤电联动公式中燃煤机组标杆上网电价考虑了煤价因素，但比较机械，用5000大卡/千克并没有适用和通用性，新公式或模型可以反映所有燃煤的低位发热量带入，折为标煤，具备科学性和通用性。

1.2国内的煤电联动公式中销售电价与燃煤机组标杆上网电价联动计算公式销售电价考虑了各区域各省外购电价因素，作为区域电价结算有意义，但在全国电网节能减排和资源最优的电力调度系统建立后，应该有局限性。

1.3电价公式直接关联热耗和煤耗，对于节能减排，资源配置有价值，电价影响因素会对煤价采购，机组运行方式等因素有关，直接从技术和经济层面来控制电价。

1.4电价考虑了通胀的因素，机组老化因素等。

1.5工况因素对机组和电价影响，反映市场的优胜劣汰，满发或85％发电，对于节能减排，安排煤耗和污染低。节能就是安排煤耗最低机组，安排工况状态最好机组在最优工况发电；减排就是安排单位出力最小排放机组上网发电。

实例对比(国内与国外)

国内部分：

燃煤机组标杆上网电价与煤价联动计算公式

P_△＝C_△÷5000×7000×C_i÷10000

P△：本期燃煤机组标杆上网电价调整水平，单位为“分/千瓦时”。

C△：上期燃煤发电企业电煤(电煤热值为5000大卡/千克)价格变动值，具体计算方法见下表，单位为“元/吨”。

Ci：上期供电标准煤耗(标准煤热值为7000大卡/千克)，以中国电力企业联合会向社会公布的各省燃煤发电企业上期平均供电标准煤耗为准，单位为“克/千瓦时”。

A：上期中国(分省)电煤价格指数与2014年相比增减额，单位为“元/吨”。

销售电价与燃煤机组标杆上网电价联动计算公式

P：本省销售电价调整总水平

Ma：上期由省级及以上统调的燃煤机组上网电量

Mb:上期以燃煤机组标杆上网电价为基础的可再生能源、燃气机组等其他电源上网电量

MC:上期本省外购按照本省燃煤机组标杆上网电价执行的电量

Md:上期本省外送按照本省燃煤机组标杆上网电价执行的电量

Mi:上期本省外购按照外省燃煤机组标杆上网电价执行的电量

PΔ:本省燃煤机组标杆上网电价调整水平

PΔi:外购电量来源省燃煤机组标杆上网电价调整水平

M:上期省级电网销售电量

K:统一电价政策影响因子。由跨省跨区交易电量价格协商情况、推动节能环保、促进煤炭行业可持续发展以及有序疏导突出电价矛盾等需要统一明确。

国外部分：

燃料付款Cm＝Ea×ECRm×(SHRw/SHRcc)＝Ea×SHRcc×Pm×(1/Qgr.ad)×(SHRw/SHRcc)，

单位电价

ECRm＝SHRcc×Pm×(1/Qgr.ad)，

式中：Ea为供电电量，kW·h；SHRw为加权比热指数，kJ/(kW·h)；SHRcc为比热指数，kJ/(kW·h)；Qgr.ad为煤的高位发热量，kJ/kg；Pm为原煤煤价；ECRm为每千瓦时电费。

电量付款公式燃料付款：C项Cm＝Ea×(SHRw/SHRcc)×ECRm

其中

Cm＝该帐期电量付款的C项。

Ea＝该帐期PLN的实际受电，在帐期末电能计量系统的读数为准

SHRw＝适用该帐期的加权平均比热指数(Kcal/kWh为单位)。

SHRcc＝合同容量的比热指数(Kcal/kWh为单位)。

ECRm＝电量收费比，该帐期中每生产一度电的燃煤费用。

ECRm的值由以下公式得到ECRm＝SHRcc×(1/HHV)×Pm/1000

另谈判中重要公式：

1)SHR_CC.Cal＝(1+0.2％)×(1+γ)×SHRNet,SHR_CC.Cal为机组老化因素修正机组净热耗，其单位为Kcal/kWh；SHRNet为机组净热耗，其单位为Kcal/kWh；

2、平衡点的确立，平衡点概念：机组燃料付款中，燃料收支为0的煤耗或热耗点。根据画平衡点的曲线图，判断趋势，平衡点和很多因素有关，例如，随着时间的增加机组老化，煤耗平衡点也会增加；技改后，煤耗平衡点会下降。(判断电厂的平衡点的意义，首先通过平衡点的判断，反馈电力系统中，汽轮机、锅炉及其他部分需要改进，需技改来使得电厂能够上网并取得收益，同时对于热耗煤耗平衡点下方电厂否定存在价值，其次会就优化机组达到收益预期)最后达到好的收益效果，所以，本发明平衡点及模型作用既可以机组建成前在技术上提前优化，又可以作为热耗谈判的砝码，有理有据有节的指导电站建设运营全产业链。3.远程抄送机组关键数据和电力系统自动化调度控制机组上网及解列保证优化调度和节能减排----分电厂侧系统和电网侧调度中心两套系统，实现各自安装中央服务器和节点服务器，实现逻辑为判断本电厂电价和上网电价关系，及热耗煤耗与全国容许平均煤耗的逻辑。

具体为：在汽轮机、锅炉、厂用电具体部位设置传感器，(采取关键部位的机组参数)上传调动中心(一般在机组按电网要求稳定负荷20分钟后)，调度中心根据先在上网电价和排放标准(用电高峰时期排放标准会根据上网电量和用电量做调整，来使上网电量增加和减少)。决定是否延时停机等，并跟踪平均排放及电价，超过的机组延时后调动中心发指令跳机。

对于电网侧流程：

1.电网上电量多时，先减煤耗容许，再调电价(注重环保)；

2.电网上电量少时，先升电价，再调煤耗容许(注重环保)；

3.不符合煤耗容许的电厂，直接电网侧发令跳机(注重环保)。

对于电厂侧流程：更多的是在煤耗容许值基础上，一种成本电价和上网电价的考量，但设计在电网缺电或特缺电及电网发生故障时，产生电厂响应I及II级机制并与电网侧流程中相对应，保证了电网的可靠及稳定。

见图2和图3分别从电网侧及电厂侧图示运行机制：

4、技术因素影响热耗，煤耗，进一步影响燃料付款项和电价，是技术对经济的影响；同时谈判或项目初期给机组热耗，又是反作用于机组，如果满足不了，会缓建或不建机组，或通过优化机组达到平衡点，是经济对技术的影响。

总之，随着经济情况的不同时期和阶段，电网公司给各个电源点电厂的项目的机组热耗及煤耗不同，这个是纵向的热耗煤耗及电价的变化和影响；同时在同一时期，用上面电力调度系统切机和上网判断，对即时电价和排放的优化调度方法。充分反应技术和经济的结合度，通过系统调度和装置，传递给电厂压力，也同时正反馈给予技术的科技创新，不断发展，降低煤耗，排放，价格，提升用电品质。

5、通过附件表电厂收支表中燃料付款平衡表建立的模型，各个影响因素可以从煤厂化验部门(原煤的低位发热量)(同时在工程中，如电网采用高位发热量，则需通过煤分析表找到适合燃料收支的当期电煤，使得发电成本最低)，煤价(电网备案)，运行方式和各工况时间，机组发电量等综合给出燃料付款项目的收支，和成本电价，动态与上网其他机组和电网电价，热耗煤耗比较，建立综合判断系统，考虑排放因素给出智能调度系统，来实现资源优质配置，节能减排的市场化电力系统。意义重大。

综上，燃料付款收益涉及电源点设计、施工、调试，运营(运行方式和选煤)等全产业链，意义重大，且本发明应用中煤电联动优化把机组和煤关键参数融入总电价收益；平衡点预判及反馈优化设计；远程抄机及机组上网控制，实现了最新的电力系统节能减排的控制，选择最优资源的机组上网，环境保护；燃料付款等系统的挖掘和软件开发，实现机组运营中成本电价管理，并产生智能调度系统，实现第一步，不同地域的不同热耗电源点的建设，第二步，构架全国电网互通后，上网电厂热耗要求、煤耗容许值统一，不同电厂热耗的竞争开始。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电站热耗煤耗建模评估方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)设计电站的机组热耗谈判影响流程图：该图表示出电站机组热耗谈判各步骤的相互关系和连接关系、信息流向，其中，每一个所述信息流向中可传递多种信号，该多种信号根据其所述表示的内容可划分为设备热耗参数集类型或经济参数集类型，根据不同的信息集类型对传递的所有信号进行编号形成信息集编号；

计算热耗率图、技术和经济公式及其设备参数，研究合同及设备采购选型的基本步骤；对比设计煤种和合同协议煤种比较，找出其含水量、含氢量、含碳量技术参数的不同，谈判中按流程图对锅炉效率修正，按煤质得到锅炉效率，分析出锅炉高热和低热状态的锅炉效率与损耗；

(2)BOT项目电价构成模式分析：该模式分析包括以下内容：固定成本分析、变动成本分析，其中，步骤固定成本分析包括电厂部分投资回收和运行、维护费用；

计算热耗率图、技术和经济公式及其设备参数；并纵横比较发现各部分参数的优越、不足及需要改进的地方，本步骤是研究设备采购选型的基本步骤；

非Rp损耗的资本回收率，其为CCR，用于计算容量付款A项，帐期内其数值应大于或等于AFpm，其为机组可利用率，其单位为％；

(4)设计BOT项目C厂燃料收支平衡动态分析图：本燃料收支动态分析是技术和经济关联关系的建模表现的最核心的部分，量化深化研究电站燃料收支平衡动态；

具体公式如下：

加权比热指数

Ti为各工况运行时间，

Cm＝Ea×ECRm×(SHRw/SHRcc)＝Ea×SHRcc×Pm×(1/Qgr.ad)×(SHRw/SHRcc)，

单位电价ECRm＝SHRcc×Pm×(1/Qgr.ad)，

式中：Cm：帐期电量付款的C项,Ea为供电电量，其单位为kW·h；SHRw为加权比热指数，其单位为kJ/(kW·h)；SHRcc为比热指数，其单位为kJ/(kW·h)；Qgr.ad为煤的高位发热量，其单位为kJ/kg；Pm为原煤煤价；ECRm为每千瓦时电费；

SHRCC.Cal＝(1+0.2％)×(1+γ)×SHRNet,SHR_CC.Cal为机组老化因素修正机组净热耗，其单位为Kcal/kWh；SHRNet为机组净热耗，其单位为Kcal/kWh；

煤电联动优化把机组和煤关键参数融入总电价收益；平衡点预判及反馈优化设计；

平衡点的确立，平衡点概念：机组燃料付款中，燃料收支为0的煤耗或热耗点，根据画平衡点的曲线图，判断趋势；

把技术因素柔和进入电价和燃料付款计算,煤的低位发热值，煤价、机组运行方式，对于节能减排、资源配置有价值，电价影响因素会对煤价采购，机组运行方式因素有关，直接从技术和经济层面来控制电价，电价考虑了通胀的因素，机组老化因素；

工况因素对机组和电价影响，反映市场的优胜劣汰，满发或85％发电，对于节能减排，安排煤耗和污染低，其节能就是安排煤耗最低机组、安排工况状态最好机组，在最优工况发电；其减排就是安排单位出力最小排放机组上网发电；

电网公司给各个电源点电厂的机组热耗及煤耗不同，是反映纵向的热耗煤耗及电价的变化和影响；在同一时期，用切机和上网判断；

电网侧及电厂侧运行机制如下：

1)对于电网侧：1、输入电网初始上网电价J＝0.29元/度，煤耗容许值R＝310克/度，R每季度调整一次；2、判断电网电量是否平衡；3、如果平衡转到结束，如果不平衡，转向判断电网供需；4、电网供需,若上网电量溢出F>0，则转向步骤5，若缺电F<0,则转向步骤6；5、F>0，网上电量多，调整减小煤耗容许值R’＝R-1，若煤耗在范围305<R’<309克/度，则对比各电厂煤耗是否小于最高煤耗容许值，若小于则继续上网发电，转向步骤2，反之则跳响应电厂保护环境后，发跳机调令，转向结束；若煤耗不在范围305<R’<309克/度，调整减小上网电价一个单位J＝J-1，判断对比各电厂成本电价，满足负荷要求下剔除电价高机组，调整上网电价初始值J＝J’，转到步骤1,若不满足负荷要求则跳响应电厂发跳调令，转向结束；6、提高风、水电新能源发电量，7、判断水、风电新能源发电量是否达到最大容量，如未达到则转向步骤1，新能源如达到最大容量，则转向步骤8；8、提高电网电价1个单位J＝J+1，并判断是否接受电厂响应I，如接受，则转向启动机组后需重新计算供需平衡，之后转向步骤1；若无电厂响应，电网缺电进入紧急程序后转向步骤9；9、升高煤耗容许值R＝R+1；10、判断是否启动火电机组，接受电厂响应II，若是，则启动机组310克/度<R’<311克/度，重计算电网供需平衡并转向步骤1，反之，则转向步骤9；

2)对电厂侧：1、输入预计成本电价J1＝0.29元/度，煤耗值为R1,做燃料付款计算；2、判断电厂煤耗值是否大于R1，若小于则转向6，若大于转向3；3、判断成本电价J1和上网电价J大小，若成本电价小于上网电价则转向4，否则转向7；4、给电网电厂响应II；5、继续上网发电；6、接调度跳机指令，等待电网特缺电后接受电厂响应II时，转向步骤5；7、判断上网电价变动J＝J±0.01后，成本电价J1是否小于上网电价J,小于则转向步骤4，若大于则转向步骤8；8、若上网电价下降，或成本电价J1大于上网电价J，则延时跳机，转向步骤1；

远程抄机及机组上网控制，实现了最新的电力系统节能减排的控制，选择最优资源的机组上网，环境保护；燃料付款系统的挖掘和软件开发，实现机组运营中成本电价管理，并产生智能调度系统，实现第一步，不同地域的不同热耗电源点的建设，第二步，构架全国电网互通后，上网电厂热耗要求、煤耗容许值统一，不同电厂热耗的竞争开始；

设备性能为影响机组热耗和煤耗的因素，常规影响因素有锅炉效率、汽轮机热耗率、管道效率、厂用电率和机组长时间运行老化；非常规影响因素有煤场煤损耗、自燃、汽轮机汽封间隙、汽轮机真空度、锅炉燃烧调整、排气温度和煤粉细度；

设备制造质量、设计水平决定汽轮机效率、锅炉效率，厂用电率、管道效率影响机组净热耗；而老化系数修正机组净热耗；入厂煤品质决定煤的高、低热值；煤发热值、热耗和单位电量煤耗作燃煤付款计算因子；

(5)设计BOT项目B、C厂合同对比分析图：通过2个电厂的合同分析，其关键因素，燃料相关中的煤、燃料付款、热耗和煤耗；奖罚项目；合理性分析，来分析系统风险和投资风险；

(6)设计机组热耗主要影响因素及各阶段目标控制图：通过各系统汽机、锅炉、电气技术中的热耗影响关键点分析，来指导采购、安装、调试、运行中的各种风险控制和技术把握，从而为电厂取得好的热耗和煤耗在各阶段控制和树立目标；

过程控制机组热耗主要影响因素及各阶段目标；

根据机组热耗主要影响因素及各阶段目标，分别对锅炉系统、汽轮机系统、其它系统的主要影响因素，从排烟温度、到锅炉本体散热损失、汽机本体动静间隙、厂用电率，在各阶段从设计、监造、安装、单体调试、机组性能试验树立具体目标；

综上，以上流程步骤互为关联、制约的关系，其建模计算公式，建模把技术和经济收益在核心上层总公式上关联互动，是一种技术和经济的结合，实现量化技术参数和量化经济参数，为设备选型和电价谈判都铺垫；实现电站热耗煤耗建模评估方法及技术和经济关联影响。

2.根据权利要求1所述的一种电站热耗煤耗建模评估方法，其特征在于：所述步骤(2)中变动成本分析包括燃料成本费用和可变的运行维护费用。

3.根据权利要求1所述的一种电站热耗煤耗建模评估方法，其特征在于：所述步骤(6)只有对设计、监造、施工、调试方面的关键点进行把控，最后才能得到高性能的机组，使得机组热耗优质达标，并优于合同平衡点，从而燃料付款项盈利。