CN112821467B - 一种聚合厂用电参与源网荷储协调的优化调控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚合厂用电参与源网荷储协调的优化调控方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、对火电厂中能参与厂用电优化调控的各系统设备的优化调控潜力进行分析，由火电厂上报自身最大可调减容量；步骤2、根据步骤1中各火电厂上报自身最大可调减容量情况对厂用电调节能力进行实测，测量在实际生产中能削减的厂用电负荷，并在电网负荷高峰时期，通过削减厂用电负荷增加电网在尖峰时刻的备用容量，进而提高电网在高峰时段的供电能力。本发明可提高电网高峰供电能力，有利于缓解电网高峰供电紧张局面，具有良好的社会效益。

Description

一种聚合厂用电参与源网荷储协调的优化调控方法
技术领域
本发明属于电力系统优化调度技术领域，涉及源网荷储协调的优化调控方法，尤其是一种聚合厂用电参与源网荷储协调的优化调控方法。
背景技术
目前，源网荷储调度体系的建立是解决高比例新能源消纳和保障电网安全稳定运行的关键手段。近年来，电网负荷保持稳步增长，特别是负荷尖峰时段电力供应紧缺局面长期存在。随着电网内风电、光伏等新能源快速增长，其出力不确定性增加了保供电难度。全网电力供应总体富余，但在部分地区部分时段电力供应能力不足，特别是夏季负荷尖峰时段尤为突出。若能在负荷尖峰时段短时削减用电需求，则可有效缩小电网负荷峰谷差，释放电网在尖峰时刻的备用容量，提升电网设备利用率，更好满足电网运行要求，有效降低电网投资需求。
在发电侧调控资源捉襟见肘，省间通道安全裕度匮乏的情况下，需求侧资源的调用成为了研究热点，但需求侧资源负荷类型多样，主体多元化，想要统一调控十分困难，而发电侧的厂用电负荷具有主体类型单一、负荷基数大、集中分布、特性稳定、厂网数据通道畅通、厂网协调基础好的特点，具有统一调控的基础。中国火电装机量基数大，如能够成功实现对厂用电负荷的调度，提出一种聚合厂用电参与源网荷储协调的优化调控方法，就能有效缩小电网负荷峰谷差，释放电网在尖峰时刻的备用容量，更好满足电网运行要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种聚合厂用电参与源网荷储协调的优化调控方法，能够能有效缩小电网负荷峰谷差，释放电网在尖峰时刻的备用容量，确保电网可靠运行。
本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
一种聚合厂用电参与源网荷储协调的优化调控方法，包括以下步骤：
步骤1、对火电厂中能参与厂用电优化调控的各系统设备的优化调控潜力进行分析，由火电厂上报自身最大可调减容量；
步骤2、根据步骤1中各火电厂上报自身最大可调减容量情况对厂用电调节能力进行实测，测量在实际生产中能削减的厂用电负荷，并在电网负荷高峰时期，通过削减厂用电负荷增加电网在尖峰时刻的备用容量，进而提高电网在高峰时段的供电能力。
而且，所述步骤1的对火电厂中能参与厂用电优化调控的各系统设备的优化调控潜力进行分析具体方法为：分别对火电厂中能参与厂用电优化调控的燃料系统、汽机系统、脱硫脱硝系统、除灰系统和化学制水系统设备的优化调控潜力进行分析。
而且，所述步骤2的具体步骤包括：
(1)火电厂根据市场准入要求参与调峰辅助服务市场后，对自身厂用电调节能力进行监测；
(2)对火电厂的发变组设备概况及试验辅机设备概况进行安全排查；
(3)根据电厂机组控制运行规程确定厂用电辅机设备进行调控的依据；
(4)根据电厂机组控制运行规程进行试验前设备运行工况检查；
(5)确定参与试验的辅机运行方式；
(6)在试验过程中，若各辅机设备稳定运行，则由运行人员记录原始工况运行参数；
(7)对试验结果进行分析，判断各辅机设备的原始工况运行参数是否可信；若可信，则将其确定为在实际生产中，停运各辅机设备后，能削减的厂用电负荷；若不可信，则返回步骤2的第(5)步重新进行试验；
(8)在实验数据可信的基础上，对辅机设备的调控实验进行后续分析，确定各辅机设备的合适停运方式及实际生产中最终通过停运各辅机设备能削减的厂用电负荷，最终在在电网负荷高峰时期，通过削减辅机负荷增加电网在尖峰时刻的备用容量，进一步挖掘电网高峰供电能力。
而且，所述步骤2第(7)步的判断各辅机设备的原始工况运行参数是否可信的具体方法：
确定机组在满负荷时，厂用电最大可调负荷，及各可调控辅机设备缩减负荷，估算本厂预计可调负荷；结合厂用电及上网电量变化数据，统计电量变化数据与各辅机耗电量减少值是否一致，确定各辅机设备的原始工况运行参数是否可信；
而且，所述步骤2第(8)步的具体步骤包括：
①根据试验情况，确定各辅机设备的响应时间，并估算本厂
各辅机设备预计可调时间；
②根据试验情况，在不考虑机组经济性下，确定各辅机设备的合适停运方式，并对预计停运时间与实际停运时间有偏差的辅机设备实际调控情况进行分析；
③考虑机组经济性，对停运后各辅机设备运行状况进行分析，确定各辅机设备停运后对机组经济性的影响，考虑到辅机设备停运后每小时节约电量电价，确定在实际生产中最终通过停运各辅机设备能削减的厂用电负荷及削减成本。
本发明的优点和有益效果：
1、本发明为解决新形势下全网电力供应总体富余，但在部分地区部分时段电力供应能力不足的技术问题，提出了一种聚合厂用电参与源网荷储协调的优化调控方法，通过步骤1对火电厂辅机运行的优化，调整火电厂生产安排，在电网负荷高峰时期通过厂用电的释放增加电网在尖峰时刻的备用容量，进一步挖掘火电厂在高峰时段的供电能力，可提高电网高峰供电能力，有利于缓解电网高峰供电紧张局面，具有良好的社会效益。
2、本发明提出一种聚合厂用电参与源网荷储协调的优化调控方法，在部分地区部分时段电力供应能力不足时，特别是夏季负荷尖峰时段，通过聚合厂用电参与源网荷储协调优化，有效缩小电网负荷峰谷差，释放电网在尖峰时刻的备用容量，提升电网设备利用率，更好满足电网运行要求，有效降低电网投资需求。
附图说明
图1是本发明的厂用电优化调控实施流程图；
图2是本发明的厂用电调节能力测试流程图；
图3是本发明的厂用电辅机优化调控流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例作进一步详述：
一种聚合厂用电参与源网荷储协调的优化调控方法，如图1至图3所示，包括以下步骤：
步骤1：对火电厂中能参与厂用电优化调控的各系统设备的优化调控潜力进行分析，由火电厂上报自身最大可调减容量。
所述步骤1的对火电厂中能参与厂用电优化调控的各系统设备的优化调控潜力进行分析具体方法为：分别对火电厂中能参与厂用电优化调控的燃料系统、汽机系统、脱硫脱硝系统、除灰系统和化学制水系统设备的优化调控潜力进行分析。
在本实施例中，所述步骤1具体为：
(1)对燃料系统，可参与厂用电优化调控的燃料系统主要包括磨煤机，输煤皮带，卸煤设备等。
对于磨煤机，根据边际效益，对磨煤机出力进行优化，磨煤机功率调整后对磨煤机状态进行判定，若满负荷时磨煤机全部投入运行或者备用，则无法停运；若机组运行不到满负荷时，如同时开启磨煤机台数较多运行，可将入炉煤热值提高，然后停运1台磨煤机。
对于输煤皮带，考虑到输煤皮带属于间断运行设备，根据输煤皮带特性，考虑到上煤方式及实际工作负荷的区别，可对输煤皮带功率进行调控，当煤仓料位高，可将输煤皮带短时停运。
对于卸煤设备，根据火车来煤情况决定，考虑到卸煤设备间断运行或连续运行的特性，可对卸煤设备进行调控，当煤场存煤量足够时，可以短时间内暂时停止卸煤。
(2)汽机系统，可参与厂用电优化调控的汽机系统主要是循环水泵，根据边际效益，对循环水泵出力进行优化，考虑到循环水泵特性，若满负荷时循环水泵全部投入运行或者备用，则无法停运；若机组运行不到满负荷时，如同时开启循环水泵台数较多，可停运1台循环水泵进而提升厂用电调度空间。
(3)脱硫脱硝系统，可参与厂用电优化调控的脱硫脱硝系统主要有吸收塔浆液循环泵、吸收塔氧化风机、皮带脱水机真空泵、湿式球磨机等。
对于吸收塔浆液循环泵，根据边际效益，对吸收塔浆液循环泵出力进行优化，考虑到吸收塔浆液循环泵对燃煤含硫量的不同工作特性，在电厂燃煤含硫低时，若满负荷时吸收塔浆液循环泵全部投入运行或者备用，则无法停运；若机组运行不到满负荷时，如同时开启吸收塔浆液循环泵台数较多，可停运1台吸收塔浆液循环泵进。
对于吸收塔氧化风机，主要是将脱硫主塔浆液中亚硫酸根离子氧化成硫酸根离子，根据边际效益，对吸收塔氧化风机出力进行优化，考虑到吸收塔氧化风机对燃煤含硫量的不同工作特性，当电厂燃煤含硫低时，可短时间内停运吸收塔氧化风机。
对于皮带脱水机真空泵，主要是将锅炉吸收塔浆液脱水，考虑到皮带脱水机真空泵工作特性在满负荷时为维持吸收塔浆液密度在许可范围，不能停运皮带脱水机真空泵，若机组运行不到满负荷时，如同时开启皮带脱水机真空泵台数较多，可停运1台皮带脱水机真空泵进而提升厂用电调度空间。
对于用来石灰石制粉的湿式球磨机，考虑到湿式球磨机工作特性，通常1000MW机组正常运行时湿式球磨机1运1备，当石灰石浆液运行液位较高时，可将湿式球磨机短时间停运。
(4)除灰系统，可参与厂用电优化调控的汽机系统主要是耐磨风机/分选风机/空压机，耐磨风机/分选风机/空压机主要用于收集锅炉飞灰，考虑到耐磨风机/分选风机/空压机特性，若满负荷时耐磨风机/分选风机/空压机等设备全部投入运行或者备用，则无法停运；若机组运行不到满负荷时，且当灰库容积足够，可以停运耐磨风机/分选风机/空压机进而提升厂用电调度空间。
(5)化学制水系统主要用于制除盐水，考虑到化学制水系统特性，可在低负荷期间，将除盐水箱制满水，保证满负荷阶段用水，在负荷高峰期停止制水系统运行进而提升厂用电调度空间。
步骤2、根据步骤1中各火电厂上报自身最大可调减容量情况对厂用电调节能力进行实测，测量在实际生产中能削减的厂用电负荷，并在电网负荷高峰时期，通过削减厂用电负荷增加电网在尖峰时刻的备用容量，进而提高电网在高峰时段的供电能力；
如图2所示，所述步骤2的具体步骤包括：
(1)火电厂根据市场准入要求参与调峰辅助服务市场后，对自身厂用电调节能力进行监测；
(2)对火电厂的发变组设备概况及试验辅机设备概况进行安全排查；
在本实施例中，排查内容如辅机台数、额定功率等；
(3)根据电厂机组控制运行规程确定厂用电辅机设备进行调控的依据；
在本实施例中，所述电厂机组控制运行规程包括《机组集控主机运行规程》、《机组集控辅机运行规程》、《机组脱硫运行规程》、《机组除灰运行规程》、《机组输煤运行规程》等。
(4)根据电厂机组控制运行规程进行试验前设备运行工况检查；
在本实施例中，所述设备运行工况检查包括确定机组辅汽用户稳定状况，锅炉吹灰是否退出，机组AGC是否退出，CCS方式运行状况，负荷1000MW是否稳定等状态；
(5)确定参与试验的辅机运行方式；
在本实施例中，所述辅机运行方式包括循环水泵运行状态、磨煤机运行台数、浆液循环泵运行台数、湿式球磨机台数、脱硫真空泵运行方式、耐磨风机运行方式、输煤皮带运行方式等；
(6)在试验过程中，若各辅机设备稳定运行，则由运行人员记录原始工况运行参数；
在本实施例中，对各辅机设备稳定运行一段时间后，全面检查机组各项参数是否在安全范围，运行人员记录运行参数；试验后根据记录数据完善试验数据记录表；
(7)对试验结果进行分析，判断各辅机设备的原始工况运行参数是否可信；若可信，则将其确定为在实际生产中，停运各辅机设备后，能削减的厂用电负荷；若不可信，则返回步骤2的第(5)步重新进行试验；
在本实施例中，所述步骤2第(7)步的判断各辅机设备的原始工况运行参数是否可信的具体方法：
确定机组在满负荷时，厂用电最大可调负荷，及各可调控辅机设备缩减负荷，估算本厂预计可调负荷；结合厂用电及上网电量变化数据，统计电量变化数据与各辅机耗电量减少值是否一致，确定各辅机设备的原始工况运行参数是否可信；
(8)在实验数据可信的基础上，对辅机设备的调控实验进行后续分析，确定各辅机设备的合适停运方式及实际生产中最终通过停运各辅机设备能削减的厂用电负荷，最终在在电网负荷高峰时期，通过削减辅机负荷增加电网在尖峰时刻的备用容量，进一步挖掘电网高峰供电能力；
所述步骤2第(8)步的具体步骤包括
①根据试验情况，确定各辅机设备的响应时间，并估算本厂
各辅机设备预计可调时间；
②根据试验情况，在不考虑机组经济性下，确定各辅机设备的合适停运方式，并对预计停运时间与实际停运时间有偏差的辅机设备实际调控情况进行分析；
③考虑机组经济性，对停运后各辅机设备运行状况进行分析，确定各辅机设备停运后对机组经济性的影响，考虑到辅机设备停运后每小时节约电量电价，确定在实际生产中最终通过停运各辅机设备能削减的厂用电负荷及削减成本。
步骤3、根据步骤2实测得到各辅机可调减容量及辅机调减所造成的消减成本，根据电厂当地的厂用电调用补偿方案计算得出各辅机参与厂用电调用所获得的收益，将成本与收益进行对比后，对厂用电辅机优化调控措施调整；
在如图3所示，通过步骤2中对各辅机的试验确定各辅机可调减容量，并确定各辅机的调减所造成的成本，根据电厂当地的厂用电调用补偿方案计算得出各辅机参与厂用电调用所获得的收益，将各辅机参与厂用电的成本与收益进行对比后，对导致机组收益减少的辅机优化调控措施做出总结与改进，如部分电厂发现吸收塔浆液循环泵和磨煤机的停运需要提高煤质，严重影响机组经济性，则建议不停运这些设备；对于辅机调停不影响机组经济性的设备，建议拥有足够备用的电厂可将这些设备作为厂用电优化调控的固定停运设备；对于部分新尝试辅机设备可能单次试验不能得出普遍性结论，需要在后续研究中增加相关辅机的测试。
在本实施例中，所述步骤3调用补偿方案具体为：
(1)计算参与省内备用辅助服务日前要约费用补偿；
所述步骤3第(1)步的具体方法为：
参与省内备用辅助服务日前要约费用补偿有固定激励和调用补偿两块组成：
①固定激励
Rf＝Ts*Cs*Pe(1)
式中，Rf为固定激励，Ts为备用时长，Cs为备用容量，Pe为激励电价，备用时长和备用容量为发电厂参与日前邀约被调度采用的备用时长和备用容量。
若厂用电负荷备用日内未被紧急调用，或被紧急调用且为有效调用，则能获得固定激励。若日内被紧急调用但为无效调用，则不能获得固定激励。
②调用补偿
厂用电负荷在日内被紧急调用，且为有效调用，可再获得调用补偿，计算公式为：
Rc＝Tc*(LB-LA)*Pc(2)
式中，Rc为调用补偿，Tc为调用时长，LB为基线平均负荷，LA为实际平均负荷,Pc为补偿电价；
(2)参与削峰响应服务日前要约费用补偿
Rp＝Tp*(LB-LA)*Pp(3)
式中，Rp为削峰补偿，Tp为削峰时长，LB为基线平均负荷，LA为实际平均负荷,Pp为削峰补偿电价。
步骤4、形成各厂最优厂用电调控方法
通过步骤1-3的多轮循环，各火电厂形成自身最适合的厂用电调控方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (3)

1.一种聚合厂用电参与源网荷储协调的优化调控方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、对火电厂中能参与厂用电优化调控的各系统设备的优化调控潜力进行分析，由火电厂上报自身最大可调减容量；
步骤2、根据步骤1中各火电厂上报自身最大可调减容量情况对厂用电调节能力进行实测，测量在实际生产中能削减的厂用电负荷，并在电网负荷高峰时期，通过削减厂用电负荷增加电网在尖峰时刻的备用容量，进而提高电网在高峰时段的供电能力；
所述步骤2的具体步骤包括：
(1)火电厂根据市场准入要求参与调峰辅助服务市场后，对自身厂用电调节能力进行监测；
(2)对火电厂的发变组设备概况及试验辅机设备概况进行安全排查；
(3)根据电厂机组控制运行规程确定厂用电辅机设备进行调控的依据；
(4)根据电厂机组控制运行规程进行试验前设备运行工况检查；
(5)确定参与试验的辅机运行方式；
(6)在试验过程中，若各辅机设备稳定运行，则由运行人员记录原始工况运行参数；
(7)对试验结果进行分析，判断各辅机设备的原始工况运行参数是否可信；若可信，则将其确定为在实际生产中，停运各辅机设备后，能削减的厂用电负荷；若不可信，则返回步骤2的第(5)步重新进行试验；
(8)在实验数据可信的基础上，对辅机设备的调控实验进行后续分析，确定各辅机设备的合适停运方式及实际生产中最终通过停运各辅机设备能削减的厂用电负荷，最终在电网负荷高峰时期，通过削减辅机负荷增加电网在尖峰时刻的备用容量，进一步挖掘电网高峰供电能力；
所述步骤2第(8)步的具体步骤包括：
①根据试验情况，确定各辅机设备的响应时间，并估算本厂各辅机设备预计可调时间；
②根据试验情况，在不考虑机组经济性下，确定各辅机设备的合适停运方式，并对预计停运时间与实际停运时间有偏差的辅机设备实际调控情况进行分析；
③考虑机组经济性，对停运后各辅机设备运行状况进行分析，确定各辅机设备停运后对机组经济性的影响，考虑到辅机设备停运后每小时节约电量电价，确定在实际生产中最终通过停运各辅机设备能削减的厂用电负荷及削减成本。
2.根据权利要求1所述的一种聚合厂用电参与源网荷储协调的优化调控方法，其特征在于：所述步骤1的对火电厂中能参与厂用电优化调控的各系统设备的优化调控潜力进行分析具体方法为：分别对火电厂中能参与厂用电优化调控的燃料系统、汽机系统、脱硫脱硝系统、除灰系统和化学制水系统设备的优化调控潜力进行分析。
3.根据权利要求1所述的一种聚合厂用电参与源网荷储协调的优化调控方法，其特征在于：所述步骤2第(7)步的判断各辅机设备的原始工况运行参数是否可信的具体方法：
确定机组在满负荷时，厂用电最大可调负荷，及各可调控辅机设备缩减负荷，估算本厂预计可调负荷；结合厂用电及上网电量变化数据，统计电量变化数据与各辅机耗电量减少值是否一致，确定各辅机设备的原始工况运行参数是否可信。
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