一种燃气-蒸汽联合循环机组经济性评价方法技术

本发明专利技术提供了一种燃气‑蒸汽联合循环机组经济性评价方法，该方法包括：步骤S1：构建综合性经济指标J；步骤S2：采集运维数据及判断改造方案是否存在；步骤S3：分析所述联合循环机组运行现状及各种运行状态下经济指标J的形式；步骤S4：对经济指标J各子项进行归一化处理；步骤S5：对经济指标J各子项加权系数进行模糊选择；步骤S6：对综合性经济指标J进行经济性分析且进行实时反馈；综合性经济指标J的子项包括：直接成本J

An economic evaluation method of gas steam combined cycle unit

【技术实现步骤摘要】
一种燃气-蒸汽联合循环机组经济性评价方法
本专利技术涉及燃气-蒸汽联合循环发电和经济优化领域，更具体地，涉及一种燃气-蒸汽联合循环机组经济性评价方法。
技术介绍
日益严峻的能源环境问题，使新能源成为发电领域的后起之秀，然而风光等新能源本身存在的环境依赖性和并网后造成的电网波动性成为其发展中难以克服的问题。相较之下，天然气以其低成本，易获取，和清洁性成为发电过程理想的替代能源之一。不同于燃煤发电机组，以天然气为燃料的燃气-蒸汽联合循环机组运行模式灵活，污染物排放量少，负荷调整快速，能及时满足电网需求。然而，尽管天然气发电优势卓著，其成本也无法与煤炭的低廉所抗衡。因此，如何对联合循环机组运行过程中的经济性进行评价以最大程度降低成本，减少能耗及污染物排放是目前面临的重大课题之一。该问题的合理解决不仅对发电领域，节能领域，乃至生态环境保护领域都将产生深远影响。目前，多数燃气-蒸汽联合循环机组的经济性评价方法都停留在单一指标，这些指标仅能反映发电过程某些部分或者方面的经济性，缺乏对能源，经济和环境等因素较为综合的考虑；即便有些方法涉及到了其中的几个方面，也只是简单的各指标求和的形式，很少能根据机组实际运行情况和用户的经济性要求实时对其权重进行合理分配，因此无法较为直观准确的反映联合循环机组经济性状况，不仅造成能源的浪费，发电成本的增加，也对环境造成负面影响；为此，本专利技术提供了一种燃气-蒸汽联合循环机组经济性评价方法，以至少部分的解决上述问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。为至少部分地解决上述技术问题，本专利技术提供了一种燃气-蒸汽联合循环机组经济性评价方法，其包括：步骤S1：构建综合性经济指标J；步骤S2：采集运维数据及判断改造方案是否存在；步骤S3：分析所述联合循环机组运行现状及各种运行状态下经济指标J的形式；步骤S4：对经济指标J各子项进行归一化处理；步骤S5：对经济指标J各子项加权系数进行模糊选择；步骤S6：对综合性经济指标J进行经济性分析且向所述S3和所述S5进行实时反馈；其中，综合性经济指标J的子项包括：直接成本J1、排放处理成本J2和改造方案成本J3；直接成本J1包括燃料成本CF、维护成本CM、检修成本CR、启停成本CS；排放处理成本J2包括CO脱除成本CCO、NOX脱除成本CNOx、污染物排放成本CE；改造方案成本J3包括改造成本CT、改造收益PT和改造方案与机组的失配损失CMI。进一步地，燃料成本CF的模型构建方法包括：将燃气-蒸汽联合循环机组每发一度电的天然气耗率与当地天然气价格结合，从而得到式(1)所示燃料成本计算公式：CF＝E×Rgas×Pgas(1)；式中，E为所发电量，Rgas为天然气耗率，Pgas为当地天然气价格；维护成本CM的维护费用模型构建方法包括：设定5年内燃气-蒸汽联合循环机组年维护费用保持不变，此后递增，从而得到式(2)所示维护费用计算公式：式中，CPY是机组年维护费用，YO为机组运行年限，λ为机组运行超过5年后维护成本增量百分比；检修成本CR的模型构建方法包括：将机组的运行时间和启停次数以等效运行小时数HEO进行等价，在等效过程中，将正常启停一次等效为20小时，从而得到式(3)所示检修成本计算公式：式中，HO为运行时间，TS为启停次数，是单位HEO检修费用；启停成本CS的模型构建方法为式(4)所示启停成本计算公式：CS＝Cgas×Pgas+Cwater×Pwater-E×Pe(4)；式中，Cgas，Cwater分别为启动过程中燃气和除盐水消耗量，Pe为电价；燃料成本CF在直接成本J1中的占比为85％～95％，直接成本J1如式(5)所示：J1＝α％CF+β％CM+γ％CR+δ％CS(5)；式中，α，β，γ，δ分别表示燃料成本CF，维护成本CM，检修成本CR，启停成本CS在直接成本J1中的占比，且α+β+γ+δ＝1。进一步地，CO脱除成本CCO模型构建方法包括：计算每千克燃料燃烧所得CO的质量，计算公式如式(6)所示，式中，TF为绝热条件下的火焰温度，p为燃烧室内当前压力，τ为燃烧区域剩余系数，τ＝0.022，Δpin为燃烧过程燃烧室压降；设定单位CO脱除成本为CP_CO，燃烧所得CO的总脱除成本如式(7)所示：CCO＝CP_CO×MCO(7)；NOX脱除成本CNOx模型构建方法包括：计算每千克燃料燃烧所得NOX的质量，计算公式如式(8)所示，设定单位NOX脱除成本为CP_NOx，燃烧所得NOX的总脱除成本如式(9)所示：污染物排放成本CE模型构建方法包括：设单位质量污染物排放费用为CPP，总污染物排放量为MA，机组污染物排放成本计算公式如式(10)所示，CE＝CPP×MA(10)；排放处理成本J2计算公式如式(11)所示：进一步地，改造成本CT模型构建方法包括：设定Chard为硬件成本，Csoft为软件成本，改造成本CT计算公式如式(12)所示，CT＝Card+Csoft(12)；改造收益PT计算公式如式(13)所示，PT＝Eex×Pe+E×Ps+HO×Pr(13)；式中，Eex为额外的发电量，Ps为单位电能电价补贴，Pr为单位发电小时奖励；改造方案与机组的失配损失CMI计算公式如式(14)所示：CMI＝Ere×Pe+CR_ard(14)；式中，Ere是因失配减少的发电量，CR_hard为损坏硬件维修费用；PT与J3呈正相关，CT和CMI与J3呈负相关，改造方案成本J3计算公式如式(15)所示：J3＝PT-CT-CMI(15)。进一步地，综合经济性评价指标J表达式如式(16)所示：J＝aJ1+bJ2+cJ3(16)；式中，a，b，c分别为直接成本J1、排放处理成本J2和改造方案成本J3的权重系数。进一步地，所述步骤S2包括：步骤S21：采集联合循环机组的历史及当前运维数据；步骤S22：根据运维记录判断是否存在改造方案，设置标记值Flag为判断改造方案存在与否的标记，若改造方案存在，标记值Flag＝1，综合经济性评价指标J表达式保持所述式(16)不变，若改造方案不存在，标记值Flag＝0，改造方案成本J3＝0，综合经济性评价指标J的表达式如式(17)所示，进一步地，所述联合循环机组的运行现状包括机组运行状态S1和环保装置状态S2，机组运行状态S1和环保装置状态S2形成状态组合(S1,S2)，当机组运行状态S1状态好时，S1＝1，当机组运行状态S1状态差时，S1＝0；当环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃气-蒸汽联合循环机组经济性评价方法，其特征在于，包括：/n步骤S1：构建综合性经济指标J；/n步骤S2：采集运维数据及判断改造方案是否存在；/n步骤S3：分析所述联合循环机组运行现状及各种运行状态下经济指标J的形式；/n步骤S4：对经济指标J各子项进行归一化处理；/n步骤S5：对经济指标J各子项加权系数进行模糊选择；/n步骤S6：对综合性经济指标J进行经济性分析且向所述步骤S3和所述步骤S5进行实时反馈；/n其中，综合性经济指标J的子项包括：直接成本J

【技术特征摘要】
1.一种燃气-蒸汽联合循环机组经济性评价方法，其特征在于，包括：
步骤S1：构建综合性经济指标J；
步骤S2：采集运维数据及判断改造方案是否存在；
步骤S3：分析所述联合循环机组运行现状及各种运行状态下经济指标J的形式；
步骤S4：对经济指标J各子项进行归一化处理；
步骤S5：对经济指标J各子项加权系数进行模糊选择；
步骤S6：对综合性经济指标J进行经济性分析且向所述步骤S3和所述步骤S5进行实时反馈；
其中，综合性经济指标J的子项包括：直接成本J1、排放处理成本J2和改造方案成本J3；直接成本J1包括燃料成本CF、维护成本CM、检修成本CR、启停成本CS；排放处理成本J2包括CO脱除成本CCO、NOX脱除成本CNOx、污染物排放成本CE；改造方案成本J3包括改造成本CT、改造收益PT和改造方案与机组的失配损失CMI。


2.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环机组经济性评价方法，其特征在于，燃料成本CF的模型构建方法包括：将燃气-蒸汽联合循环机组每发一度电的天然气耗率与当地天然气价格结合，从而得到式(1)所示燃料成本计算公式：
CF＝E×Rgas×Pgas(1)；
式中，E为所发电量，Rgas为天然气耗率，Pgas为当地天然气价格；
维护成本CM的维护费用模型构建方法包括：设定5年内燃气-蒸汽联合循环机组年维护费用保持不变，此后递增，从而得到式(2)所示维护费用计算公式：



式中，CPY是机组年维护费用，YO为机组运行年限，λ为机组运行超过5年后维护成本增量百分比；
检修成本CR的模型构建方法包括：将机组的运行时间和启停次数以等效运行小时数HEO进行等价，在等效过程中，将正常启停一次等效为20小时，从而得到式(3)所示检修成本计算公式：



式中，HO为运行时间，TS为启停次数，是单位HEO检修费用；
启停成本CS的模型构建方法为式(4)所示启停成本计算公式：
CS＝Cgas×Pgas+Cwater×Pwater-E×Pe(4)；
式中，Cgas，Cwater分别为启动过程中燃气和除盐水消耗量，Pe为电价；
燃料成本CF在直接成本J1中的占比为85％～95％，直接成本J1如式(5)所示：
J1＝α％CF+β％CM+γ％CR+δ％CS(5)；
式中，α，β，γ，δ分别表示燃料成本CF，维护成本CM，检修成本CR，启停成本CS在直接成本J1中的占比，且α+β+γ+δ＝1。


3.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环机组经济性评价方法，其特征在于，CO脱除成本CCO模型构建方法包括：计算每千克燃料燃烧所得CO的质量，计算公式如式(6)所示，



式中，TF为绝热条件下的火焰温度，p为燃烧室内当前压力，τ为燃烧区域剩余系数，τ＝0.022，Δpin为燃烧过程燃烧室压降；
设定单位CO脱除成本为CP_CO，燃烧所得CO的总脱除成本如式(7)所示：
CCO＝CP_CO×MCO(7)；
NOX脱除成本CNOx模型构建方法包括：计算每千克燃料燃烧所得NOX的质量，计算公式如式(8)所示，



设定单位NOX脱除成本为CP_NOx，燃烧所得NOX的总脱除成本如式(9)所示：



污染物排放成本CE模型构建方法包括：设单位质量污染物排放费用为CPP，总污染物排放量为MA，机组污染物排放成本计算公式如式(10)所示，
CE＝CPP×MA(10)；
排放处理成本J2计算公式如式(11)所示：





4.根据权利要求1所述的燃气-蒸汽联合循环机组经济性评价方法，其特征在于，改造成本CT模型构建方法包括：设定Chard为硬件成本，Csoft为软件成...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯国莲，弓林娟，黄从智，张建华，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11