關(guān)于新疆供熱機(jī)組最小運(yùn)行方式及電網(wǎng)調(diào)峰能力的研究

高翔

摘 要：新疆電網(wǎng)冬季平均有5個(gè)月的供暖期，而供熱機(jī)組主要存在于公用火電機(jī)組中，隨著不參與調(diào)峰的自備電廠快速增長(zhǎng)及新能源裝機(jī)占比的不斷提高，造成電網(wǎng)調(diào)峰及負(fù)荷平衡的壓力越來(lái)越大，自2014年起，疆內(nèi)強(qiáng)化了供熱機(jī)組最小運(yùn)行方式的管理工作，通過(guò)采取加強(qiáng)管控、數(shù)據(jù)支持、積極創(chuàng)新的手段，有效地提升了冬季新疆電網(wǎng)調(diào)峰能力，為省調(diào)供熱期電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)度提供了有力的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：供熱機(jī)組；最小運(yùn)行方式；調(diào)峰能力

中圖分類(lèi)號(hào)：TM614 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）20-0158-01

近些年，新疆機(jī)組裝機(jī)容量大幅提升，風(fēng)電及自備電廠所占比重越來(lái)越高，自備電廠不參與電網(wǎng)調(diào)峰，新投產(chǎn)直調(diào)火電機(jī)組均為熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，且城市集中供熱面積增長(zhǎng)快速，熱力公司調(diào)峰鍋爐未能同步配置，同時(shí)供熱任務(wù)大部分甚至全部交由熱電廠負(fù)責(zé)，冬季電負(fù)荷調(diào)整受熱負(fù)荷限制，調(diào)峰能力有限，供熱與調(diào)峰的矛盾日益突出，使原本需“熱電聯(lián)動(dòng)”的發(fā)電機(jī)組需要“以熱定電”運(yùn)行，冬季電負(fù)荷在一定程度上受到了熱負(fù)荷的限制，機(jī)組的調(diào)峰能力也相應(yīng)受到的制約[1-2]。參與調(diào)峰的公用供熱電廠為了爭(zhēng)取自身更大的經(jīng)濟(jì)利益，許多發(fā)電廠打著供熱的名義，謀求更高的發(fā)電負(fù)荷，極大地影響到新疆電網(wǎng)的負(fù)荷平衡。為提升調(diào)峰能力，機(jī)組通過(guò)核定最小運(yùn)行方式對(duì)供熱機(jī)組進(jìn)行，在保障機(jī)組正常供熱的情況下，優(yōu)化機(jī)組的調(diào)峰能力[3]。

1 課題背景

隨著電廠在供熱方面所占比重越來(lái)越多，電廠供熱與電網(wǎng)調(diào)峰之間的矛盾就日益突出。本節(jié)就從供熱、調(diào)峰兩個(gè)方面分析供熱機(jī)組的冬季運(yùn)行現(xiàn)狀。

新疆電網(wǎng)冬季有4-6個(gè)月的供暖期，公用火電機(jī)組絕大部分為供熱機(jī)組，“十二五”期間，隨著不參與調(diào)峰的自備電廠快速增長(zhǎng)及新能源裝機(jī)占比的不斷提高，電網(wǎng)調(diào)峰及負(fù)荷平衡的壓力越來(lái)越大，2012年開(kāi)展供熱機(jī)組供暖期最小運(yùn)行方式的核定工作，緩解了冬季電網(wǎng)調(diào)峰壓力，但也暴露出一定問(wèn)題：管控力度不夠、缺少數(shù)據(jù)支持、“東北模式”無(wú)法滿(mǎn)足新疆電網(wǎng)調(diào)峰要求等，制約了冬季電網(wǎng)調(diào)峰能力的進(jìn)一步提升。自2014年起，強(qiáng)化了供熱機(jī)組最小運(yùn)行方式的管理工作，通過(guò)采取加強(qiáng)管控、數(shù)據(jù)支持、積極創(chuàng)新的手段，有效地提升了冬季新疆電網(wǎng)調(diào)峰能力，為調(diào)供熱期電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)度提供了有力的技術(shù)支撐。

1.1 新疆供熱需求

近年，傳統(tǒng)的集中鍋爐供暖的采暖方式逐漸被火電機(jī)組通過(guò)“熱電聯(lián)產(chǎn)”的采暖方式所替代，作為各地區(qū)冬季取暖的大趨勢(shì)，各地供熱機(jī)組的供熱需求都在不斷上漲，新疆2012～2016四個(gè)采暖季的供熱面積分別為7577m2、8809m2、1955m2、13871m2，由此可見(jiàn)“熱電聯(lián)產(chǎn)”已經(jīng)成為了未來(lái)主要的采暖方式。

1.2 新疆調(diào)峰情況

新疆地廣人稀，有許多可利用的自然資源，在“清潔替代，電能替代”的大背景下，新疆內(nèi)用電源結(jié)構(gòu)也所調(diào)整，從先前無(wú)新能源到有新能源，從小機(jī)組火電到大機(jī)組火電。

新能源比重增加，按照新疆2020年規(guī)劃的電源及負(fù)荷情況進(jìn)行生產(chǎn)模擬計(jì)算，新能源棄電量占其預(yù)計(jì)可發(fā)電量的65.2%，其中采暖期棄電量占全年棄電量的53.4%，但占到采暖期新能源可發(fā)電量的89%，即采暖期新能源發(fā)電量極少，考慮火電、水電發(fā)揮調(diào)峰作用后，當(dāng)新能源棄電率考慮為5%時(shí)，新疆調(diào)峰能力缺額約1200萬(wàn)兆瓦。

2 供暖季負(fù)荷與調(diào)峰能力分析

本章節(jié)通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算2015～2017供暖季全疆電廠供熱情況，分析當(dāng)季供熱負(fù)荷及調(diào)峰能力。

2.1 全疆供暖需求

火電廠作為供熱機(jī)組為各地供暖成為大趨勢(shì)，每年各地的供熱需求都在不斷上漲，只有掌握每年全疆的供熱需求，才能在此基礎(chǔ)上優(yōu)化機(jī)組最小運(yùn)行方式和調(diào)峰能力。本小節(jié)就對(duì)全疆24個(gè)供熱機(jī)組2015-2016、2016-2017兩年供熱面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，除了個(gè)別機(jī)組供熱面積飽和無(wú)增長(zhǎng)，大部分供熱機(jī)組的供熱面積在2016-2017供暖季均有增加，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，大部分電廠的增長(zhǎng)率在10%以上，總面積從2015-2016供暖期的13108萬(wàn)m2，增長(zhǎng)至2016-2017年的16993萬(wàn)m2，總增長(zhǎng)率為30%。

2.2 調(diào)峰能力計(jì)算

目前大多數(shù)供熱機(jī)組為抽汽式供熱機(jī)組，其電負(fù)荷、采暖抽汽負(fù)荷和工業(yè)抽汽負(fù)荷在一定范圍內(nèi)均可獨(dú)立調(diào)節(jié)，同時(shí)又相互制約。由于疆內(nèi)供電負(fù)荷小，供熱負(fù)荷大，“以熱定電”是目前機(jī)組負(fù)荷的確定方式，而在確定一定的熱負(fù)荷時(shí)，電負(fù)荷的調(diào)整范圍受到制約。通過(guò)機(jī)組在某一熱負(fù)荷下的抽氣量，如機(jī)組帶最大550t/h采暖抽汽量時(shí)，從供熱機(jī)組工況圖中可查得機(jī)組電負(fù)荷的調(diào)整范圍是235～265MW，機(jī)組僅有9%的負(fù)荷調(diào)整能力，基本上已不具備調(diào)峰能力，且一次調(diào)頻能力也將受到影響。采用建筑物圍護(hù)的基本耗熱量法結(jié)合歷史數(shù)據(jù)對(duì)熱負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，考慮氣溫變化對(duì)建筑散熱量和供熱量的影響，將整個(gè)供熱區(qū)域作為一個(gè)大的換熱器。通過(guò)對(duì)熱網(wǎng)整體換熱系數(shù)的研究，以及采暖供熱數(shù)據(jù)的分析，借助于天氣預(yù)報(bào)的氣溫?cái)?shù)據(jù)，預(yù)測(cè)出不同環(huán)境溫度下所需的熱負(fù)荷。

2.3 極端低溫工況供熱機(jī)組負(fù)荷核查

2016年11月22日，新疆各地區(qū)出現(xiàn)了氣溫驟降，對(duì)降溫后各供熱電廠的機(jī)組最小運(yùn)行方式進(jìn)行了核對(duì)， 通過(guò)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，實(shí)際供熱機(jī)組的最小運(yùn)行方式大多與計(jì)算值一致，個(gè)別機(jī)組實(shí)際最小運(yùn)行方式小于理論值，說(shuō)明供熱機(jī)組在的極低環(huán)境溫度下仍有較充裕的調(diào)峰余量。

2.4 供暖季存在問(wèn)題

雖然整個(gè)供暖季平穩(wěn)度過(guò)，但也暴露出很多問(wèn)題，制約了冬季電網(wǎng)調(diào)峰能力的進(jìn)一步提升，具體問(wèn)題如下：

管控力度不夠，弄虛作假現(xiàn)象嚴(yán)重。在“以熱定電”原則下，參與調(diào)峰的公用供熱電廠為了爭(zhēng)取自身更大的經(jīng)濟(jì)利益，打著供熱的名義，謀求更高的發(fā)電負(fù)荷，虛報(bào)供熱面積，篡改主要供熱參數(shù)，極大地影響了供熱機(jī)組最小運(yùn)行方式的核定及合理、公正的調(diào)峰。

缺少大數(shù)據(jù)支持。部分電廠主要供熱計(jì)量表計(jì)存在缺陷或計(jì)量不準(zhǔn)，并且沒(méi)有進(jìn)行整改，各公用供熱電廠供熱調(diào)峰運(yùn)行數(shù)據(jù)只能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)取的方式獲得，缺少數(shù)據(jù)分析，影響了最小運(yùn)行方式核定的準(zhǔn)確。

供熱機(jī)組最小運(yùn)行方式核定模式亟待創(chuàng)新?！皷|北模式”初、中、末期的核定方式雖然暫時(shí)緩解了電網(wǎng)調(diào)峰的困難，但通過(guò)幾年時(shí)間工作的積累，應(yīng)清楚的知道此模式下仍有很大的弊端。

3 結(jié)語(yǔ)

在強(qiáng)化供熱機(jī)組最小運(yùn)行方式管理工作上，我們采用加強(qiáng)管控、數(shù)據(jù)支持、積極創(chuàng)新的手段，達(dá)到了不斷提升冬季電網(wǎng)調(diào)峰能力的目的。加強(qiáng)管控方面切中要害、抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)、加大臨檢力度，有效解決了弄虛作假的情況，確保供熱機(jī)組公正、合理地進(jìn)行調(diào)峰；數(shù)據(jù)支持方面建立監(jiān)測(cè)平臺(tái)對(duì)供熱機(jī)組數(shù)據(jù)全面實(shí)時(shí)監(jiān)控，完成供熱機(jī)組調(diào)峰能力在線分析、診斷，采用信息數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)校核的方式，確保了供熱機(jī)組最小運(yùn)行方式核定的科學(xué)準(zhǔn)確；積極創(chuàng)新方面針對(duì)原供熱機(jī)組最小運(yùn)行方式核定方式的弊端，在總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，開(kāi)拓思維，提高創(chuàng)新意識(shí)，勇于實(shí)踐，創(chuàng)造出新的核定方式以滿(mǎn)足冬季電網(wǎng)調(diào)峰的進(jìn)一步要求。

參考文獻(xiàn)

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