一种燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法及系统，其包括，获取外界调峰变负荷指令；判断机组实时发电负荷与变负荷指令之间的差异；根据机组实时发电负荷与变负荷指令之间的差异确定发电机组升/降负荷；确定发电机组升/降负荷后，获取发电机组的当前运行阶段；根据发电机组不同阶段做出不同的响应方案；根据响应方案发出负荷调节指令并实现发电机组变负荷运行，可以有效的实现机组全负荷范围内负荷调节，实现燃煤发电机组对于外界负荷变化的快速响应，减少燃煤发电机组负荷变化频率，降低燃煤发电机组供电煤耗，提供燃煤发电机组的运行效率，使得燃煤发电机组高效率运行，提高燃煤发电机组的经济性。提高燃煤发电机组的经济性。提高燃煤发电机组的经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法及系统


[0001]本专利技术涉及燃煤发电机组全负荷调峰领域，特别是，涉及一种燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，能源需求的增加和化石能源的枯竭，使得可再生资源相关方面的技术得到快速发展，为了促进新型能源的不断发展以及优化我国的能源结构，因此，燃煤发电机组在运行过程中需要进行调峰，且近年来调峰幅度越来越大，燃煤机组参与调峰或深度调峰，会对机组自身的经济性造成一定的影响，这会降低电厂的发电效率，增加发电机组的发电煤耗，即增加了机组成本，同时也会对锅炉、汽轮机寿命造成一定的影响，另一方面，针对用电高峰、低谷，以及对外界负荷需求的及时响应，这些因素都对机组调峰负荷变化提出了更高的要求。
[0003]另一方面，我国是目前世界上年产氢气最多的国家，工业制氢主要采取甲烷蒸汽重整制氢和电解水制氢，尽管甲烷重整制氢是目前经济效益最好的方法，但是在生产过程中需要消耗大量的化石能源，也会产生大量的二氧化碳，相比较之下，电解水制备氢气过程简单，氢气纯度高，而且不会对环境产生污染，此外，通过电解水制氢，可以有效地将多余的电能转化为氢能进行存储和利用，也可以在用电高峰期通过燃料电池等方式进行发电，缓解用电高峰期供电不足的问题。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的燃煤机组参与调峰降低了电厂的发电效率，增加了发电机组的发电煤耗，以及影响设备使用寿命的缺陷，从而提供一种燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法及系统。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法，其包括如下步骤，
[0007]获取外界调峰变负荷指令；
[0008]判断机组实时发电负荷与变负荷指令之间的差异；
[0009]根据机组实时发电负荷与变负荷指令之间的差异确定发电机组升/降负荷；
[0010]确定发电机组升/降负荷后，获取发电机组的当前运行阶段；
[0011]根据发电机组不同阶段做出不同的响应方案；
[0012]根据响应方案发出负荷调节指令并实现发电机组变负荷运行。
[0013]作为本专利技术所述的燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法的一种优选方案，其中：所述发电机组的当前运行阶段，根据发电机组在不同负荷情况下的运行状态和发电
煤耗的变化规律，将机组全负荷调峰调节过程进行分段运行控制。
[0014]作为本专利技术所述的燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法的一种优选方案，其中：所述机组全负荷调峰调节过程分为如下阶段：燃煤发电机组低负荷稳定运行阶段、燃煤发电机组变负荷运行与电解水制氢协同运行阶段、燃煤发电机组变负荷运行阶段、燃煤发电机组额定负荷稳定运行阶段。
[0015]作为本专利技术所述的燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法的一种优选方案，其中：所述燃煤发电机组低负荷稳定运行阶段，当前机组实时发电负荷为0％～40％；
[0016]所述燃煤发电机组变负荷运动与电解水制氢协同运行阶段，当前机组实时发电负荷为40％～80％；
[0017]所述燃煤发电机组变负荷运行阶段，当前机组实时发电负荷为80％～100；
[0018]所述燃煤发电机组额定负荷稳定运行阶段，当前机组实时发电负荷为100％～120％。
[0019]作为本专利技术所述的燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法的一种优选方案，其中：所述机组实时发电负荷与变负荷指令之间的差异确定发电机组升/降负荷，若机组实时发电负荷大于变负荷指令，则发电机组需要降负荷；
[0020]若机组实时发电负荷小于变负荷指令，则发电机组需要升负荷。
[0021]作为本专利技术所述的燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法的一种优选方案，其中：所述发电机组不同阶段的不同响应方案，若当前发电机组需要降负荷时，则响应方案包括：
[0022]若发电机组当前处于燃煤发电机组变负荷运行阶段，则机组通过自身调节，降低机组负荷满足外界负荷变化的需求；
[0023]若发电机组当前处于燃煤发电机组变负荷运行与电解水制氢协同运行阶段，则根据发电机组能耗成本和电解水制氢系统的经济性对比结果，继续选择不同响应方案；
[0024]若发电机组当前处于燃煤发电机组低负荷稳定运行阶段，则保持机组实时发电负荷不变，通过增加调节电解水制氢系统的运行功率，减少机组向电网的供电。
[0025]作为本专利技术所述的燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法的一种优选方案，其中：所述发电机组不同阶段的不同响应方案，若当前发电机组需要升负荷时，则响应方案包括：
[0026]若发电机组当前处于燃煤发电机组变负荷运行阶段，则机组通过自身负荷调节，增加机组负荷以满足外界负荷需求；
[0027]若发电机组当前处于燃煤发电机组变负荷运行与电解水制氢协同运行阶段，则根据发电机组能耗成本与电解水制氢系统的经济性对比结果，继续选择不同响应方案；
[0028]若发电机组当前处于燃煤发电机组低负荷稳定运行阶段，首先通过减少电解水制氢系统的用电量以实现机组实时发电负荷的增加，如果此时升负荷的调节幅度超出电解水制氢系统的容量范围，则进一步在减少电解水制氢系统用电量的同时，发电机组通过自身的负荷调节增加机组负荷；
[0029]若发电机组处于燃煤发电机组额定负荷稳定运行阶段，即发电机组本身满负荷运行无法满足外界负荷需求，则通过氢能燃料电池发电的方式，将电解水制氢系统制备的氢气通过燃料电池的方式进行发电，以增加机组的系统供电能力。
[0030]作为本专利技术所述的燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法的一种优选方案，其中：所述发电机组能耗成本与电解水制氢系统的经济性对比，采用如下公式：
[0031]M＝(a
×
(P
t
)2+b
×
P
t
+c)
×
w1‑
P
tH2
η
t
×
w2[0032]其中，a、b、c为发电机组的煤耗成本系数，P
t
为发电机组在t时段输出的有功功率，P
tH2
为电解水制氢系统的输入功率，η
t
为电解水制氢系统的氢气产出效率，w1为燃煤的价格，w2为氢气的价格。
[0033]作为本专利技术所述的燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法的一种优选方案，其中：若当前发电机组需要降负荷时，且发电机组能耗成本大于电解水制氢系统的运行收益，即M>0，则优先降低发电机组负荷，采取发电机组负荷调节为主，电解水制氢系统调节为辅的运行方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法，其特征在于：包括如下步骤，获取外界调峰变负荷指令；判断机组实时发电负荷与变负荷指令之间的差异；根据机组实时发电负荷与变负荷指令之间的差异确定发电机组升/降负荷；确定发电机组升/降负荷后，获取发电机组的当前运行阶段；根据发电机组不同阶段做出不同的响应方案；根据响应方案发出负荷调节指令并实现发电机组变负荷运行。2.根据权利要求1所述的燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法，其特征在于：所述发电机组的当前运行阶段，根据发电机组在不同负荷情况下的运行状态和发电煤耗的变化规律，将机组全负荷调峰调节过程进行分段运行控制。3.根据权利要求2所述的燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法，其特征在于：所述机组全负荷调峰调节过程分为如下阶段：燃煤发电机组低负荷稳定运行阶段、燃煤发电机组变负荷运行与电解水制氢协同运行阶段、燃煤发电机组变负荷运行阶段、燃煤发电机组额定负荷稳定运行阶段。4.根据权利要求3所述的燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法，其特征在于：所述燃煤发电机组低负荷稳定运行阶段，当前机组实时发电负荷为0％～40％；所述燃煤发电机组变负荷运动与电解水制氢协同运行阶段，当前机组实时发电负荷为40％～80％；所述燃煤发电机组变负荷运行阶段，当前机组实时发电负荷为80％～100；所述燃煤发电机组额定负荷稳定运行阶段，当前机组实时发电负荷为100％～120％。5.根据权利要求1～4所述的燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法，其特征在于：所述机组实时发电负荷与变负荷指令之间的差异确定发电机组升/降负荷，若机组实时发电负荷大于变负荷指令，则发电机组需要降负荷；若机组实时发电负荷小于变负荷指令，则发电机组需要升负荷。6.根据权利要求5所述的燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法，其特征在于：所述发电机组不同阶段的不同响应方案，若当前发电机组需要降负荷时，则响应方案包括：若发电机组当前处于燃煤发电机组变负荷运行阶段，则机组通过自身调节，降低机组负荷满足外界负荷变化的需求；若发电机组当前处于燃煤发电机组变负荷运行与电解水制氢协同运行阶段，则根据发电机组能耗成本和电解水制氢系统的经济性对比结果，继续选择不同响应方案；若发电机组当前处于燃煤发电机组低负荷稳定运行阶段，则保持机组实时发电负荷不变，通过增加调节电解水制氢系统的运行功率，减少机组向电网的供电。7.根据权利要求6所述的燃煤发电机组全负荷调峰的自适应调节方法，其特征在于：所述发电机组不同阶段的不同响应方案，若当前发电机组需要升负荷时，则响应方案包括：若发电机组当前处于燃煤发电机组变负荷运行阶段，则机组通过自身负荷调节，增加机组负荷以满足外界负荷需求；若发电机组当前处于燃煤发电机组变负荷运行与电解水制氢协同运行阶段，则根据发电机组能耗成本与电解水制氢系统的经济性对比结果，继续选择不同响应方案；若发电机组当前处于燃煤发电机组低负荷稳定运行阶段，首先通过减少电解水制氢系

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海杰，任建兴，李芳芹，陈梦萍，王泽，王冠军，孙辰豪，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：