畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題 目 FF現(xiàn)場(chǎng)總線System302系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)院 系 控制與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)班級(jí) 實(shí)驗(yàn)自10學(xué)生姓名 馬凱指導(dǎo)教師 陸會(huì)明二一四年六月摘 要華北電網(wǎng)所在地區(qū)煤炭、石油資源較豐富，水力資源嚴(yán)重缺乏。華北電網(wǎng)現(xiàn)狀及遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)電力供應(yīng)緊張，調(diào)峰能力嚴(yán)重不足。根據(jù)預(yù)測(cè)：到2010年，華北電網(wǎng)總裝機(jī)容量中火電將占94.7%，水電將占2.6%，風(fēng)電將占2.7%。其中，水電所占比例少，分布不均勻，某些大型水電站需要擔(dān)負(fù)基荷發(fā)電，而且受水流季節(jié)性的影響，沒(méi)有很多調(diào)節(jié)能力，因此近幾年華北電網(wǎng)的基荷和調(diào)峰還將主要由火電承擔(dān)。隨著華北地區(qū)人民生活水平的提高和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，華北電網(wǎng)峰谷差逐年增大，電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)重，難度大。加之國(guó)家正在大力發(fā)展風(fēng)電，大規(guī)模風(fēng)電的接入，對(duì)電網(wǎng)的調(diào)峰又是一大挑戰(zhàn)，因此，有必要對(duì)華北電網(wǎng)的現(xiàn)有調(diào)峰能力進(jìn)行研究，找出其中的缺點(diǎn)和不足，同時(shí)給出一些具體的對(duì)策建議。關(guān)鍵詞：調(diào)峰能力，峰谷差，風(fēng)電，對(duì)策建議ABSTRACTNorth China Power Grid area of coal, oil resources are abundant, but water resources are serious shortage. In the current and future prospects, Status and Potential of the North China Power Grid electricity supply will meet a serious shortage of peaking capacity and tension. According to prediction: By 2010, the total installed capacity in the North China Power Grid will account for 94.7 percent of thermal power, hydropower will account for 2.6percent, wind power will account for 2.7percent. Among them, the proportion of small hydropower, not only even distribution of some large hydropower need to assume baseload power generation, but also by the impact of seasonal water flow, not a lot of regulation, so Huabei region with the improvement of peoples living standard and the adjustment of industrial structure, the north China grid peak and valley sent has been increasing year by year, peak-valley difficult task.And developing countries are of large scale wind power, the load of power grid access, is a big challenge. Therefore, it is necessary to north China grid of existing load capacity, find out the shortcomings and the insufficiency, and gives some specific countermeasures and Suggestions.KEY WORDS: Peak capacity, peak and valley difference, wind power, suggestions目 錄摘 要ABSTRACT第1章 緒論11.1 選題背景及其意義11.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)11.2.1 國(guó)外電網(wǎng)的主要調(diào)峰方式11.2.2 國(guó)內(nèi)外新出現(xiàn)的調(diào)峰方式2第2章 華北電網(wǎng)現(xiàn)狀52.1 電源52.1.1 華北電網(wǎng)52.1.2 京津唐網(wǎng)52.1.3 河北南網(wǎng)62.1.4 山西電網(wǎng)72.1.5 山東電網(wǎng)82.1.6 內(nèi)蒙電網(wǎng)82.2 負(fù)荷92.2.1 華北電網(wǎng)92.2.2 京津唐網(wǎng)102.2.3 河北南網(wǎng)102.2.4 山西電網(wǎng)102.2.5 山東電網(wǎng)112.2.6 內(nèi)蒙電網(wǎng)11第3章 電網(wǎng)調(diào)峰運(yùn)行的原則123.1 調(diào)峰無(wú)重復(fù)原則123.2 調(diào)峰成本最低原則123.2.1 調(diào)峰容量和發(fā)電量都有富裕的方式133.2.2 調(diào)峰容量富裕而發(fā)電量不足的方式133.2.3 調(diào)峰容量緊缺方式133.3 水電優(yōu)先調(diào)峰原則133.4 大機(jī)組優(yōu)先調(diào)峰原則13第4章 華北電網(wǎng)主要調(diào)峰方式及其存在的問(wèn)題144.1 火電機(jī)組調(diào)峰144.2 水電機(jī)組調(diào)峰15第5章 華北電網(wǎng)調(diào)峰能力分析175.1 火電機(jī)組的調(diào)峰能力175.1.1 非供熱機(jī)組的調(diào)峰能力175.1.2 供熱機(jī)組的調(diào)峰能力185.2 水電機(jī)組的調(diào)峰能力195.2.1 常規(guī)水電機(jī)組的調(diào)峰能力195.2.2 抽水蓄能機(jī)組的調(diào)峰能力19第6章 華北電網(wǎng)調(diào)峰建議20結(jié) 論21參 考 文 獻(xiàn)22致 謝23華北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 緒論1.1 選題背景及其意義覆蓋華北部分地區(qū)和山東省的華北電網(wǎng)是我國(guó)五大區(qū)域電網(wǎng)之一，由京津唐、河北南部、山西、內(nèi)蒙西部和山東電網(wǎng)五個(gè)分電網(wǎng)組成。華北地區(qū)包括北京、天津、河北、山西、內(nèi)蒙5個(gè)省、市、自治區(qū)，是我國(guó)重要的綜合性工業(yè)基地和政治、經(jīng)濟(jì)、文化、貿(mào)易中心，其地理位置十分重要。該地區(qū)煤炭資源豐富，華北地區(qū)水資源嚴(yán)重缺乏，水電資源少。隨著本地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康、穩(wěn)定的發(fā)展和城鄉(xiāng)人民生活水平的不斷提高，對(duì)電力的需求急劇增長(zhǎng)，電力建設(shè)與發(fā)展不能滿(mǎn)足符合增長(zhǎng)的需要，出現(xiàn)電力供應(yīng)緊缺、調(diào)峰能力不足，影響電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的狀況。華北電網(wǎng)調(diào)峰能力不足問(wèn)題亟待解決。華北電網(wǎng)包括京津唐網(wǎng)、河北南網(wǎng)、山西電網(wǎng)、山東電網(wǎng)以及內(nèi)蒙西部電網(wǎng)，電源結(jié)構(gòu)以火電為主。至2009年底，華北電網(wǎng)網(wǎng)調(diào)以及各省調(diào)直調(diào)裝機(jī)容量達(dá)170780.15MW，其中火電160990.4MW，占總裝機(jī)容量的94.26%；水電（含抽水蓄能電廠）5629.9MW，占總裝機(jī)容量的3.30%；風(fēng)電4159.85MW，占總裝機(jī)容量的2.44%。09年華北電網(wǎng)最大負(fù)荷和峰谷差分別為134817MW、46195MW，同比分別增長(zhǎng)18.24%、46.03%。預(yù)計(jì)到2010年底，華北電網(wǎng)網(wǎng)調(diào)以及各省調(diào)直調(diào)裝機(jī)容量達(dá)195738.4MW，其中火電180750.6MW，；水電（含抽水蓄能電廠）5629.9MW，風(fēng)電9358.05MW。從上面的數(shù)據(jù)明顯看出：華北電網(wǎng)火電機(jī)組占大部分，能夠擔(dān)任調(diào)峰任務(wù)的水電機(jī)組和燃?xì)鈾C(jī)組嚴(yán)重缺乏，華北電網(wǎng)電源配置嚴(yán)重不合理。華北地區(qū)動(dòng)力資源和引進(jìn)區(qū)外電力有限的特點(diǎn)，決定了今后電網(wǎng)電源建設(shè)仍以火電為主以及峰谷差的急劇增長(zhǎng)，使得調(diào)峰問(wèn)題的解決更加迫在眉睫。對(duì)華北電網(wǎng)發(fā)電機(jī)組的調(diào)峰能力進(jìn)行剖析，找出其中的缺點(diǎn)及不足，給出解決方案，保證華北地區(qū)供電的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，保證人民的生產(chǎn)生活能順利進(jìn)行。1.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)1.2.1 國(guó)外電網(wǎng)的主要調(diào)峰方式西方發(fā)達(dá)國(guó)家為了解決電網(wǎng)的調(diào)峰問(wèn)題，提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定性，大都從電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、網(wǎng)內(nèi)機(jī)組構(gòu)成比例以及消費(fèi)者用電政策等方面綜合考慮，來(lái)化解電網(wǎng)的供需矛盾，盡量縮小電網(wǎng)峰谷差，這樣不僅有利于電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的提高，而且有利于電網(wǎng)的穩(wěn)定與安全。1、建設(shè)和改建水電機(jī)組。隨著全球氣溫變暖以及用電結(jié)構(gòu)變化等一系列因素的出現(xiàn)，電力系統(tǒng)的調(diào)峰問(wèn)題變得相當(dāng)突出，電網(wǎng)應(yīng)該能夠在最大限度地滿(mǎn)足用戶(hù)側(cè)實(shí)時(shí)電力需求的同時(shí)，以較低的發(fā)電成本和環(huán)境負(fù)擔(dān)來(lái)保證輸出周波的穩(wěn)定，這就要求以建設(shè)調(diào)峰能力大且環(huán)保經(jīng)濟(jì)的抽水蓄能電站為主。因此，現(xiàn)在世界各國(guó)都在改建原設(shè)計(jì)容量小的水電站，原裝機(jī)容量1974MW，平均年發(fā)電量1416TW h，年利用時(shí)數(shù)為7400h，改造后裝機(jī)容量為10560MW，為原設(shè)計(jì)容量的5倍，大大增加了調(diào)峰能力，而年發(fā)電量只增加了31.5%，年利用時(shí)數(shù)降低到2000 h以下。2、抽水蓄能電站建設(shè)。抽水蓄能電站兼有調(diào)峰與填谷的雙重功能，調(diào)峰幅度大，是國(guó)外最常見(jiàn)的一種電網(wǎng)調(diào)峰方式。美國(guó)蓄能式水電站的最大容量為1000MW，單機(jī)最大容量為250348 MW。另外，通過(guò)建設(shè)抽水蓄能機(jī)組、蓄能電站和電網(wǎng)需求側(cè)管理等手段的綜合使用，可以大大地降低電網(wǎng)峰谷差，有效緩解電網(wǎng)的供需矛盾。3、增加網(wǎng)內(nèi)調(diào)峰機(jī)組的容量，例如開(kāi)發(fā)水電機(jī)組、增加燃?xì)廨啓C(jī)組或?qū)檎{(diào)峰運(yùn)行設(shè)計(jì)的火電機(jī)組等。從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，國(guó)外為了適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰的要求，設(shè)計(jì)制造投運(yùn)了一批大容量帶中間負(fù)荷作變壓運(yùn)行的火電機(jī)組（如美國(guó)馬丁斯溪電廠亞臨界850 MW機(jī)組、德國(guó)肖爾芬電廠亞臨界680MW機(jī)組），都是能適應(yīng)電網(wǎng)調(diào)峰要求的機(jī)組，這些機(jī)組的變負(fù)荷速度一般可以達(dá)到（6%7%）/min，最低負(fù)荷達(dá)25%30%，為了適應(yīng)這種變壓變負(fù)荷運(yùn)行以及頻繁啟停的要求，一般采用螺旋形管圈交流鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐。4、開(kāi)發(fā)能帶中間負(fù)荷的蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組。蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)電廠與同容量的火電廠相比除具有投資省建設(shè)周期短、用水少、占地面積小、熱效率高等優(yōu)點(diǎn)外，同時(shí)兼有啟停方便、適合于帶中間負(fù)荷的特點(diǎn)。 5、擴(kuò)大電網(wǎng)的容量或相鄰電網(wǎng)之間的互連，是解決電網(wǎng)調(diào)峰問(wèn)題的一種手段，例如，北美地區(qū)美加大電網(wǎng)，西歐大電網(wǎng)及日本南北電網(wǎng)的互連。通過(guò)增加容量或電網(wǎng)互連可以增大突變負(fù)荷的平衡能力，增大系統(tǒng)的抗擾動(dòng)能力。11.2.2 國(guó)內(nèi)外新出現(xiàn)的調(diào)峰方式1.2.2.1 燃料電池調(diào)峰由于燃料電池能將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，因此，它沒(méi)有像通常的火力發(fā)電機(jī)那樣通過(guò)鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的能量形態(tài)變化，不受卡諾循環(huán)限制，可以避免中間的轉(zhuǎn)換的損失，理論上能量轉(zhuǎn)換率為100%，裝置無(wú)論大小實(shí)際發(fā)電效率可達(dá)40%60%。燃料電池潔凈、無(wú)污染、噪聲低，模塊結(jié)構(gòu)、積木性強(qiáng)、比功率高，既可以集中供電，也適合分散供電，綜合能源效率可達(dá)80%。裝置為積木式結(jié)構(gòu)，容量可小到只為手機(jī)供電、大到和目前的火力發(fā)電廠相比，可以實(shí)現(xiàn)直接進(jìn)入企業(yè)、飯店、賓館、家庭實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)用，非常靈活。燃料電池被稱(chēng)為是繼水力、火力、核能之后第四代發(fā)電裝置和替代內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力裝置。國(guó)際能源界預(yù)測(cè)，燃料電池是2l世紀(jì)最有吸引力的發(fā)電方法之一。我國(guó)人均能源資源貧乏，在目前電網(wǎng)由主要缺少電量轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕鄙傧到y(tǒng)備用容量、調(diào)峰能力、電網(wǎng)建設(shè)滯后和傳統(tǒng)的發(fā)電方式污染嚴(yán)重的情況下，研究和開(kāi)發(fā)微型化燃料電池發(fā)電具有重要意義，這種發(fā)電方式與傳統(tǒng)的大型機(jī)組、大電網(wǎng)相結(jié)合將給我國(guó)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。1.2.2.2 熱水蓄熱發(fā)電調(diào)峰近年來(lái)日本學(xué)者依據(jù)負(fù)荷平均化的思想，提出了一種熱水蓄熱發(fā)電設(shè)想，即以高壓熱水形式貯藏火電廠在夜間低負(fù)荷時(shí)的多余熱能，在白天電力高峰時(shí)再將其轉(zhuǎn)換成電力?；痣姀S復(fù)合循環(huán)的基本組成是在常規(guī)火電廠蒸汽循環(huán)（主機(jī)組）的基礎(chǔ)上，嵌入一個(gè)熱水蓄熱和發(fā)電循環(huán)（蓄熱機(jī)組）。為了滿(mǎn)足電網(wǎng)調(diào)峰需要，主機(jī)組在夜間低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，增加高于用電負(fù)荷的燃料和補(bǔ)給水投入量，再?gòu)闹鳈C(jī)組循環(huán)中的高壓加熱器出口處抽出增燒部分的熱量，以高溫高壓熱水的形式儲(chǔ)蓄在熱水罐中。白天，當(dāng)峰值負(fù)荷到來(lái)時(shí)，將熱水罐中高溫高壓熱水導(dǎo)入蓄熱機(jī)組用于發(fā)電，緩解峰值用電緊張情況，以達(dá)到調(diào)峰的目的。與依靠投入尖峰負(fù)荷發(fā)電專(zhuān)用電站的調(diào)峰方式相比，火電廠復(fù)合循環(huán)發(fā)電方式在設(shè)備結(jié)構(gòu)、資金投入、調(diào)峰效益、綜合治理等方面均有明顯的優(yōu)越性。1.2.2.3 燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)調(diào)峰燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)調(diào)峰既能起到電力調(diào)峰作用，又能利用發(fā)電時(shí)所產(chǎn)生的余熱向市區(qū)供熱，這種熱電廠既是調(diào)峰電廠又是熱電廠。它在發(fā)電方面起的作用是調(diào)峰，而上網(wǎng)電價(jià)可以低于調(diào)峰電價(jià)。它所供的熱是經(jīng)發(fā)電利用后的低品位熱，它的熱價(jià)可顯著低于燃?xì)忮仩t的熱價(jià)。在環(huán)保方面，與產(chǎn)出同樣熱量和電量的燃?xì)忮仩t和調(diào)峰燃?xì)怆姀S相比，它消耗的一次能源，即天然氣明顯減少，有害氣體排放量也將大幅度減少。和以純?nèi)細(xì)怆姀S調(diào)峰發(fā)電相比，燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)調(diào)峰的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在： 1、節(jié)能和環(huán)保。天然氣是清潔燃料，相對(duì)于燃煤來(lái)講，天然氣采暖污染物的排放量已降低到很低的程度。天然氣的SO2和懸浮顆粒的排放量極少，而主要排放物NO 對(duì)環(huán)境的影響也遠(yuǎn)低于環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。這種燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)所帶來(lái)的節(jié)能和經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)超過(guò)對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的影響。2、經(jīng)濟(jì)性。從初投資方面看，燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)明顯比熱電分產(chǎn)方案投資低，主要原因是熱電廠增加的供熱系統(tǒng)投資比單獨(dú)建設(shè)供熱廠的投資要低得多。3、燃?xì)廨啓C(jī)電廠啟停靈活，便于調(diào)峰。燃?xì)鉄犭姀S在非采暖季可根據(jù)電網(wǎng)的要求，和其他調(diào)峰電廠一樣，參與電力調(diào)峰。在夏季，在條件允許的情況下，除滿(mǎn)足調(diào)峰要求外，還可承擔(dān)供冷負(fù)荷，形成熱、電、冷三聯(lián)供的電力調(diào)峰運(yùn)行方式。因此，以電力調(diào)峰方式運(yùn)行的燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)比調(diào)峰電廠和燃?xì)忮仩t具有更強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。1.2.2.4 調(diào)控調(diào)峰 需求側(cè)管理是電力部門(mén)采取有效的激勵(lì)、誘導(dǎo)措施及適宜的運(yùn)作方式，與用戶(hù)共同協(xié)力提高終端用電效率，改變用電方式，為減少電量消耗和電力需求所進(jìn)行的調(diào)峰管理。需求側(cè)管理要考慮兩個(gè)方面：一方面要力圖以較少的新增裝機(jī)容量達(dá)到系統(tǒng)的電力供需平衡，就必須千方百計(jì)降低電網(wǎng)的最大負(fù)荷，其根本措施是通過(guò)負(fù)荷管理技術(shù)，改變用戶(hù)的用電方式，降低電網(wǎng)的最大負(fù)荷，取得節(jié)約電力、減少電力系統(tǒng)裝機(jī)容量的效益；另一方面要力圖減少系統(tǒng)的發(fā)電燃料消耗，就必須設(shè)法減少系統(tǒng)的發(fā)電量，其根本措施是通過(guò)用戶(hù)采用先進(jìn)技術(shù)和高效設(shè)備，提高終端用電效率，減少電量消耗，取得節(jié)電量效益。其中，峰荷期間運(yùn)行的節(jié)電設(shè)備還可降低電網(wǎng)的最大負(fù)荷，同時(shí)獲得節(jié)約電力減少系統(tǒng)裝機(jī)容量的效益。與傳統(tǒng)的節(jié)電思想相比，需求側(cè)管理不但注重電量的節(jié)約，而且注重電力的節(jié)約，并在節(jié)電資源的評(píng)價(jià)中注意一種節(jié)電資源可能產(chǎn)生的雙重節(jié)電效應(yīng)。需求側(cè)管理錯(cuò)峰用電的思想是：最大限度地確保城鄉(xiāng)居民生活用電和重要用戶(hù)用電。引導(dǎo)用電客戶(hù)自覺(jué)錯(cuò)峰，不斷提高自覺(jué)錯(cuò)峰率；同時(shí)，引導(dǎo)用電客戶(hù)改變用電方式，開(kāi)發(fā)低谷用電市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)移峰填谷，提高電網(wǎng)負(fù)荷率，保證全年供電量持續(xù)增長(zhǎng)。電力部門(mén)同時(shí)也將對(duì)高耗能用電戶(hù)進(jìn)行控制，合理安排高耗能負(fù)荷企業(yè)在夏季高峰進(jìn)行設(shè)備檢修。如化工、電解類(lèi)、水泥、機(jī)械行業(yè)、冶煉設(shè)備等，以騰出部分負(fù)荷空間，滿(mǎn)足社會(huì)需求。2第2章 華北電網(wǎng)現(xiàn)狀2.1 電源2.1.1 華北電網(wǎng)根據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2009年底，華北電網(wǎng)的總裝機(jī)容量為170780.15MW，其中火電為160990.4MW，占總裝機(jī)容量的比例為94.26%；水電（含抽水蓄能電廠）為5629.9MW，占總裝機(jī)容量的比例為3.30%；風(fēng)電為4159.85MW，占總裝機(jī)容量的比例為2.44%。華北電網(wǎng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.1.1.1。3表2.1.1.1 華北電網(wǎng)電源組成 單位：MW 火電水電風(fēng)電總計(jì)裝機(jī)容量160990.45629.94159.85170780.15所占比例94.26%3.30%2.44%100%為了計(jì)算出華北電網(wǎng)的調(diào)峰能力，現(xiàn)在將華北電網(wǎng)實(shí)際用于調(diào)峰的機(jī)組按類(lèi)型：火電機(jī)組（火電機(jī)組分供熱機(jī)組和不供熱機(jī)組，也就是為了計(jì)算出系統(tǒng)冬、夏季的最大調(diào)峰容量）與水電機(jī)組（常規(guī)水電機(jī)組和抽水蓄能機(jī)組）和容量（此處挑選典型機(jī)組，即：100MW、200MW、300MW和600MW）進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表2.1.1.2。表2.1.1.2 華北電網(wǎng)機(jī)組組成 單位：MW，臺(tái)600300200100火電機(jī)組86219141155火電中的供熱機(jī)組0475063水電機(jī)組03224水電中的抽水蓄能機(jī)組0093從上面的數(shù)據(jù)明顯看出：華北電網(wǎng)火電機(jī)組占大部分，適合擔(dān)任調(diào)峰任務(wù)的水電機(jī)組和燃?xì)鈾C(jī)組嚴(yán)重缺乏，華北電網(wǎng)電源配置不合理。華北地區(qū)動(dòng)力資源和引進(jìn)區(qū)外電力有限的特點(diǎn)，決定了今后電網(wǎng)電源建設(shè)仍以火電為主。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們的用電量和對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。但是隨著裝機(jī)容量的不斷增大，峰谷差也隨之急劇增長(zhǎng)，這給實(shí)現(xiàn)較高供電質(zhì)量帶來(lái)極大挑戰(zhàn)，因此，調(diào)峰問(wèn)題必須盡快解決。2.1.2 京津唐網(wǎng)京津唐網(wǎng)的總裝機(jī)容量為43807.1MW，其中火電為42199MW，占總裝機(jī)容量的比例為96.33%；水電（含抽水蓄能電廠）為1220MW，占總裝機(jī)容量的比例為2.78%；風(fēng)電為388.1MW，占總裝機(jī)容量的比例為0.89%。京津唐網(wǎng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.1.2.1。表2.1.2.1 京津唐網(wǎng)電源組成 單位：MW火電水電風(fēng)電總計(jì)裝機(jī)容量421991220388.143807.1所占比例96.33%2.78%0.89%100%為了計(jì)算出京津唐網(wǎng)的調(diào)峰能力，現(xiàn)在將京津唐網(wǎng)實(shí)際用于調(diào)峰的機(jī)組按類(lèi)型：火電機(jī)組（火電機(jī)組分供熱機(jī)組和不供熱機(jī)組，也就是為了計(jì)算出系統(tǒng)冬、夏季的最大調(diào)峰容量）與水電機(jī)組（常規(guī)水電機(jī)組和抽水蓄能機(jī)組）和容量（此處挑選典型機(jī)組，即：100MW、200MW、300MW和600MW）進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表2.1.2.2。表2.1.2.2 京津唐網(wǎng)機(jī)組組成 單位：MW，臺(tái)600300200100火電機(jī)組31533112火電中的供熱機(jī)組017124水電機(jī)組0053水電中的抽水蓄能機(jī)組0043京津唐電網(wǎng)的火電比例高于華北電網(wǎng)平均水平，水電和華北電網(wǎng)平均水平持平，風(fēng)電占極小部分。京津唐地區(qū)是我國(guó)重要的綜合性工業(yè)基地和政治、經(jīng)濟(jì)、文化、貿(mào)易中心，其地理位置十分重要，供電可靠性應(yīng)高于華北網(wǎng)其它地區(qū)，要保證電能質(zhì)量和供電可靠性，首先要解決的就是調(diào)峰問(wèn)題。2.1.3 河北南網(wǎng)河北南網(wǎng)的總裝機(jī)容量為20600.1MW，其中火電為19300.2MW，占總裝機(jī)容量的比例為93.69%；水電（含抽水蓄能電廠）為1101.9MW，占總裝機(jī)容量的比例為5.35%；風(fēng)電為198MW，占總裝機(jī)容量的比例為0.96%。河北南網(wǎng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.1.3.1。表2.1.3.1 河北南網(wǎng)電源組成 單位：MW火電水電風(fēng)電總計(jì)裝機(jī)容量19300.21101.919820600.1所占比例93.69%5.35%0.96%100%為了計(jì)算出河北南網(wǎng)的調(diào)峰能力，現(xiàn)在將河北南網(wǎng)實(shí)際用于調(diào)峰的機(jī)組按類(lèi)型：火電機(jī)組（火電機(jī)組分供熱機(jī)組和不供熱機(jī)組，也就是為了計(jì)算出系統(tǒng)冬、夏季的最大調(diào)峰容量）與水電機(jī)組（常規(guī)水電機(jī)組和抽水蓄能機(jī)組）和容量（此處挑選典型機(jī)組，即：100MW、200MW、300MW和600MW）進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表2.1.3.2。表2.1.3.2 河北南網(wǎng)機(jī)組組成單位：MW，臺(tái)600300200100火電機(jī)組15241210火電中的供熱機(jī)組0476水電機(jī)組0050水電中的抽水蓄能機(jī)組0050河北南網(wǎng)的火電比例低于華北電網(wǎng)平均水平，水電相對(duì)華北電網(wǎng)平均水平較高，風(fēng)電占極小部分。河北南網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是占系統(tǒng)5%容量的水電全為抽水蓄能電站，可以提供10%系統(tǒng)容量的調(diào)峰能力，所以河北南網(wǎng)的調(diào)峰問(wèn)題并不嚴(yán)峻。2.1.4 山西電網(wǎng)山西電網(wǎng)的總裝機(jī)容量為28281.5MW，其中火電為26290.0MW，占總裝機(jī)容量的比例為92.96%；水電（含抽水蓄能電廠）為1768.0MW，占總裝機(jī)容量的比例為6.25%；風(fēng)電為223.5MW，占總裝機(jī)容量的比例為0.79%。山西電網(wǎng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.1.4.1。表2.1.4.1 山西電網(wǎng)電源組成單位：MW火電水電風(fēng)電總計(jì)裝機(jī)容量26290.01768.0223.528281.5所占比例92.96%6.25%0.79%100%為了計(jì)算出山西電網(wǎng)的調(diào)峰能力，現(xiàn)在將山西電網(wǎng)實(shí)際用于調(diào)峰的機(jī)組按類(lèi)型：火電機(jī)組（火電機(jī)組分供熱機(jī)組和不供熱機(jī)組，也就是為了計(jì)算出系統(tǒng)冬、夏季的最大調(diào)峰容量）與水電機(jī)組（常規(guī)水電機(jī)組和抽水蓄能機(jī)組）和容量（此處挑選典型機(jī)組，即：100MW、200MW、300MW和600MW）進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)：表2.1.4.2 山西電網(wǎng)機(jī)組組成單位：MW，臺(tái)600300200100火電機(jī)組15331538火電中的供熱機(jī)組0023水電機(jī)組00121水電中的抽水蓄能機(jī)組0000山西電網(wǎng)的火電比例低于華北電網(wǎng)平均水平，水電所占比例與華北電網(wǎng)其他子網(wǎng)相比最高，風(fēng)電占極小部分。山西電網(wǎng)的特點(diǎn)類(lèi)似于河北南網(wǎng)，水電資源相對(duì)富裕，調(diào)峰問(wèn)題不大。2.1.5 山東電網(wǎng)山東電網(wǎng)的總裝機(jī)容量為46164.0MW，其中火電為45164.0MW，占總裝機(jī)容量的比例為97.83%；水電（含抽水蓄能電廠）為1000.0MW，占總裝機(jī)容量的比例為2.17%；風(fēng)電為0MW，占總裝機(jī)容量的比例為0%。山東電網(wǎng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.1.5.1。表2.1.5.1 山東電網(wǎng)電源組成單位：MW 火電水電風(fēng)電總計(jì)裝機(jī)容量45164.01000.0046164.0所占比例97.83%2.17%0%100%為了計(jì)算出山東電網(wǎng)的調(diào)峰能力，現(xiàn)在將山東電網(wǎng)實(shí)際用于調(diào)峰的機(jī)組按類(lèi)型：火電機(jī)組（火電機(jī)組分供熱機(jī)組和不供熱機(jī)組，也就是為了計(jì)算出系統(tǒng)冬、夏季的最大調(diào)峰容量）與水電機(jī)組（常規(guī)水電機(jī)組和抽水蓄能機(jī)組）和容量（此處挑選典型機(jī)組，即：100MW、200MW、300MW和600MW）進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表2.1.5.2。表2.1.5.2 山東電網(wǎng)機(jī)組組成單位：MW，臺(tái)600300200100火電機(jī)組23633467火電中的供熱機(jī)組051927水電機(jī)組0000水電中的抽水蓄能機(jī)組0000山東電網(wǎng)的火電占極大部分，加之水電所占比例很小，山東電網(wǎng)現(xiàn)階段的電源配置不合理。調(diào)峰任務(wù)基本由火電承擔(dān)，而大容量火電機(jī)組的調(diào)峰方式一般是低負(fù)荷運(yùn)行，即使機(jī)組保持一定的旋轉(zhuǎn)備用容量用來(lái)調(diào)峰，而低谷負(fù)荷時(shí)必須使某些機(jī)組停運(yùn)，頻繁的開(kāi)停機(jī)，不僅是系統(tǒng)的單位電能經(jīng)濟(jì)性下降，污染增大，而且還會(huì)對(duì)機(jī)組造成損傷，影響機(jī)組使用壽命。因此，山東電網(wǎng)有必要盡快發(fā)展一些儲(chǔ)能電源，如抽水蓄能、壓縮空氣蓄能、熱蓄能等儲(chǔ)能電源，從而改善系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，提高電能質(zhì)量。2.1.6 內(nèi)蒙電網(wǎng)內(nèi)蒙電網(wǎng)的總裝機(jī)容量為31927.5MW，其中火電為28037.2MW，占總裝機(jī)容量的比例為87.82%；水電（含抽水蓄能電廠）為540.0MW，占總裝機(jī)容量的比例為1.69%；風(fēng)電為3350.MW，占總裝機(jī)容量的比例為10.49%。內(nèi)蒙電網(wǎng)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2.1.6.1。表2.1.6.1 內(nèi)蒙電網(wǎng)電源組成單位：MW 火電水電風(fēng)電總計(jì)裝機(jī)容量28037.2540.03350.331927.5所占比例87.82%1.69%10.49%100%為了計(jì)算出內(nèi)蒙電網(wǎng)的調(diào)峰能力，現(xiàn)在將內(nèi)蒙電網(wǎng)實(shí)際用于調(diào)峰的機(jī)組按類(lèi)型：火電機(jī)組（火電機(jī)組分供熱機(jī)組和不供熱機(jī)組，也就是為了計(jì)算出系統(tǒng)冬、夏季的最大調(diào)峰容量）與水電機(jī)組（常規(guī)水電機(jī)組和抽水蓄能機(jī)組）和容量（此處挑選典型機(jī)組，即：100MW、200MW、300MW和600MW）進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表2.1.6.2。表2.1.6.2 內(nèi)蒙電網(wǎng)機(jī)組組成單位：MW，臺(tái)600300200100火電機(jī)組2464928火電中的供熱機(jī)組021823水電機(jī)組0300水電中的抽水蓄能機(jī)組0000內(nèi)蒙電網(wǎng)火電所占比例與華北電網(wǎng)其他子網(wǎng)相比最低，水電較缺乏，風(fēng)電比例極高。內(nèi)蒙電網(wǎng)的最大特點(diǎn)是風(fēng)電資源豐富，預(yù)計(jì)到2020年，內(nèi)蒙電網(wǎng)的風(fēng)電接入容量將達(dá)到5500萬(wàn)千萬(wàn)，如此大容量的不穩(wěn)定電源接入電網(wǎng)，將會(huì)給電網(wǎng)調(diào)峰帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)，如果不能正確吸納大容量風(fēng)電，不僅會(huì)影響內(nèi)蒙電網(wǎng)的供電可靠性，甚至將會(huì)影響整個(gè)華北網(wǎng)的電能質(zhì)量。因此，有必要從現(xiàn)在開(kāi)始，在內(nèi)蒙地區(qū)，大力發(fā)展調(diào)峰電源，為大規(guī)模風(fēng)電的接入做好準(zhǔn)備。2.2 負(fù)荷2.2.1 華北電網(wǎng)受?chē)?guó)際金融危機(jī)及宏觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控的影響，2009年上半年電網(wǎng)負(fù)荷同比呈現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)或基本持平的態(tài)勢(shì)。從六月下旬開(kāi)始，隨著華北地區(qū)進(jìn)入夏季，氣溫升高，電網(wǎng)負(fù)荷迅速攀升。度夏期間，華北電網(wǎng)同比增長(zhǎng)率為兩位數(shù)，創(chuàng)歷史新高，并超出了預(yù)期的水平。華北電網(wǎng)最大負(fù)荷達(dá)到131460MW，同比增長(zhǎng)15.29%。京津唐網(wǎng)、河北南網(wǎng)、山東電網(wǎng)的負(fù)荷也創(chuàng)歷史新高。冬季大負(fù)荷期間，華北電網(wǎng)同比增長(zhǎng)超過(guò)20%。華北電網(wǎng)最大負(fù)荷創(chuàng)歷史新高達(dá)到134820MW，同比增長(zhǎng)25.62%。京津唐網(wǎng)、山西電網(wǎng)、山東電網(wǎng)、內(nèi)蒙古電網(wǎng)創(chuàng)歷史新高。華北電網(wǎng)負(fù)荷情況詳見(jiàn)表2.2.1。表2.2.1 華北電網(wǎng)負(fù)荷情況 單位：MW09年夏季最大負(fù)荷09年夏季最小負(fù)荷夏季最大峰谷差09年冬季最大負(fù)荷09年冬季最小負(fù)荷冬季最大峰谷差華北電網(wǎng)13146073561578991348207775457066華北電網(wǎng)夏季最大負(fù)荷小于冬季，夏季最小負(fù)荷也小于冬季，夏季最大峰谷差與冬季最大峰谷差基本持平。2009年發(fā)電機(jī)組非計(jì)劃停運(yùn)和出力受阻仍然比較嚴(yán)重，對(duì)電網(wǎng)電力平衡和安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了一定影響。其中夏季大負(fù)荷期間因高溫條件下機(jī)組設(shè)備運(yùn)行工況不良造成的受阻容量較大，冬季大負(fù)荷期間因煤質(zhì)原因造成的受阻容量較大。2.2.2 京津唐網(wǎng)表2.2.2 京津唐網(wǎng)負(fù)荷情況 單位：MW09年夏季最大負(fù)荷09年夏季最小負(fù)荷夏季最大峰谷差09年冬季最大負(fù)荷09年冬季最小負(fù)荷冬季最大峰谷差京津唐網(wǎng)400302188818142390402115717783京津唐地區(qū)是我國(guó)重要的綜合性工業(yè)基地和政治、經(jīng)濟(jì)、文化、貿(mào)易中心，是華北電網(wǎng)的負(fù)荷“大戶(hù)”，其最大、最小負(fù)荷和最大峰谷差分別約占華北網(wǎng)總最大、最小負(fù)荷和最大峰谷差的1/3，夏季最大峰谷差與冬季最大峰谷差基本持平，供電可靠性應(yīng)高于華北網(wǎng)其它地區(qū)。2.2.3 河北南網(wǎng)表2.2.3 河北南網(wǎng)負(fù)荷情況 單位：MW09年夏季最大負(fù)荷09年夏季最小負(fù)荷夏季最大峰谷差09年冬季最大負(fù)荷09年冬季最小負(fù)荷冬季最大峰谷差河北南網(wǎng)2098015910507019980163203660河北南網(wǎng)夏季最大負(fù)荷和最大峰谷差都是夏季大于冬季，可以得出：河北南網(wǎng)的調(diào)峰問(wèn)題主要出現(xiàn)在夏季。2.2.4 山西電網(wǎng)表2.2.4 山西電網(wǎng)負(fù)荷情況 單位：MW09年夏季最大負(fù)荷09年夏季最小負(fù)荷夏季最大峰谷差09年冬季最大負(fù)荷09年冬季最小負(fù)荷冬季最大峰谷差山西電網(wǎng)171709445772519210110038207山西電網(wǎng)的情況和河北南網(wǎng)恰恰相反，最大負(fù)荷和最大峰谷差都是出現(xiàn)在冬季，冬季調(diào)峰面臨難題。2.2.5 山東電網(wǎng)表2.2.5 山東電網(wǎng)負(fù)荷情況 單位：MW09年夏季最大負(fù)荷09年夏季最小負(fù)荷夏季最大峰谷差09年冬季最大負(fù)荷09年冬季最小負(fù)荷冬季最大峰谷差山東電網(wǎng)423802689015490433102553017780山東電網(wǎng)的情況和山西電網(wǎng)相似，在此不再贅述。2.2.6 內(nèi)蒙電網(wǎng)表2.2.6 內(nèi)蒙電網(wǎng)負(fù)荷情況 單位：MW09年夏季最大負(fù)荷09年夏季最小負(fù)荷夏季最大峰谷差09年冬季最大負(fù)荷09年冬季最小負(fù)荷冬季最大峰谷差內(nèi)蒙電網(wǎng)1334010321301914680113603320內(nèi)蒙電網(wǎng)的情況和山東電網(wǎng)相似，在此不再贅述。第3章 電網(wǎng)調(diào)峰運(yùn)行的原則調(diào)峰是電網(wǎng)最常遇見(jiàn)的工作，各電網(wǎng)根據(jù)長(zhǎng)期調(diào)度運(yùn)行總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)形成了各自特色的調(diào)峰方式，但這些經(jīng)驗(yàn)尚不能保證最科學(xué)合理調(diào)峰目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，實(shí)際調(diào)度中難免遺漏。本章在總結(jié)華北電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上結(jié)合價(jià)值分析，較系統(tǒng)地提出電網(wǎng)調(diào)峰運(yùn)行原則，希望對(duì)電網(wǎng)合理調(diào)峰問(wèn)題的解決有所幫助，同時(shí)也希望在日后不斷發(fā)展深入的電力體制改革和電力市場(chǎng)化運(yùn)作中得到提高和完善。3.1 調(diào)峰無(wú)重復(fù)原則在電網(wǎng)調(diào)峰過(guò)程中，要使有限的調(diào)峰容量承擔(dān)系統(tǒng)最大的峰荷，不出現(xiàn)發(fā)電廠間相互讓峰而使調(diào)峰出力重疊的情形，就必須遵循調(diào)峰出力無(wú)重復(fù)原則，既正常運(yùn)行情況下發(fā)電廠出力過(guò)程應(yīng)不違背系統(tǒng)負(fù)荷曲線的變化趨勢(shì)，系統(tǒng)負(fù)荷大的時(shí)段對(duì)應(yīng)的任一發(fā)電廠出力必須大于或等于系統(tǒng)負(fù)荷小時(shí)段對(duì)應(yīng)的該廠出力。圖3.1為某電廠在某時(shí)段的調(diào)峰情況:ABC方式為不參與調(diào)峰以平穩(wěn)負(fù)荷方式運(yùn)行，若BC線上移為B2C2表示該廠參與調(diào)峰，留給其它電廠的峰荷HB2就比HB??；BC線下移為B1C1表示該廠不僅不參與調(diào)峰反而錯(cuò)誤地減負(fù)荷，留給其它電廠的峰荷HB1比H大，就會(huì)造成CC1B1B的重復(fù)調(diào)峰，以此類(lèi)推，從一個(gè)時(shí)段到24時(shí)段，從一個(gè)電廠到若干個(gè)電廠，發(fā)電廠參與電網(wǎng)的調(diào)峰符合這一規(guī)律。4圖3.1 調(diào)峰情況示意圖其實(shí)該原則從實(shí)際調(diào)峰運(yùn)行的原理也很好理解，正常運(yùn)行時(shí)任一發(fā)電廠高峰時(shí)段若不能提高出力幫助系統(tǒng)調(diào)峰，至少不能降低出力，否則必然人為地制造更高的峰荷給其它發(fā)電廠承擔(dān)。3.2 調(diào)峰成本最低原則廠網(wǎng)分開(kāi)后，電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行的方案與發(fā)供用各方的經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)，而電網(wǎng)調(diào)峰要考慮的應(yīng)該是全社會(huì)成本最低的方案，因峰谷豐枯電價(jià)政策的實(shí)施使各方中長(zhǎng)期調(diào)峰成本的因素復(fù)雜了許多，實(shí)現(xiàn)全社會(huì)總成本最小的目標(biāo)成了一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需通過(guò)全面分析計(jì)算才能確定，這里我們僅對(duì)一般普遍性原則進(jìn)行分析討論。3.2.1 調(diào)峰容量和發(fā)電量都有富裕的方式在都無(wú)棄水和都有棄水(火電作為沒(méi)有棄水的上網(wǎng)容量看待)的等同條件下， 盡量讓上網(wǎng)電價(jià)低的電廠少調(diào)峰多發(fā)電，而上網(wǎng)電價(jià)高的電廠則盡量多調(diào)峰而少發(fā)電；對(duì)有合同電量規(guī)定而上網(wǎng)電價(jià)較高的電廠則根據(jù)中長(zhǎng)期發(fā)電計(jì)劃對(duì)應(yīng)的日發(fā)電量安排其調(diào)峰方式。在一方有棄水另一方?jīng)]棄水時(shí)，原則上安排有棄水的一方少調(diào)峰多發(fā)電，當(dāng)然若有棄水的一方上網(wǎng)電價(jià)超過(guò)無(wú)棄水方太多時(shí)，電網(wǎng)還是要適當(dāng)安排棄水方的棄水調(diào)峰。3.2.2 調(diào)峰容量富裕而發(fā)電量不足的方式此種情況下由于電網(wǎng)要按發(fā)電量最大的方式運(yùn)行，對(duì)火電廠和有棄水的水電廠基本不安排調(diào)峰而讓其在基荷位置滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行 ，而對(duì)沒(méi)有棄水的水電廠和用于調(diào)峰的火電廠則應(yīng)按系統(tǒng)發(fā)電量最大的模式安排其調(diào)峰。 3.2.3 調(diào)峰容量緊缺方式 在電網(wǎng)調(diào)峰容量緊缺不足于滿(mǎn)足負(fù)荷的需求時(shí)，高峰時(shí)段所有調(diào)峰容量都被無(wú)選擇地調(diào)用，調(diào)峰成本無(wú)法通過(guò)優(yōu)化來(lái)降低；其它低負(fù)荷調(diào)峰容量充裕的時(shí)段則按上面所述的方式原則安排。3.3 水電優(yōu)先調(diào)峰原則水電機(jī)組由于其良好的調(diào)節(jié)特性和方便的開(kāi)停機(jī)性能，具備在電網(wǎng)的調(diào)頻、調(diào)峰和事故備用過(guò)程中發(fā)揮重要的作用，其增減負(fù)荷的迅速靈敏性有利于滿(mǎn)足電網(wǎng)調(diào)峰和緊急事故支援對(duì)上網(wǎng)容量的高標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)由于其上網(wǎng)電價(jià)大多數(shù)低于火電和其它能源，調(diào)峰成本是比較便宜的，在調(diào)峰容量充裕時(shí)應(yīng)優(yōu)先安排。而在汛期調(diào)峰較為緊張的時(shí)段，調(diào)節(jié)能力差的水電站又應(yīng)盡量少調(diào)峰多發(fā)電，充分利用其季節(jié)性電能，降低電網(wǎng)購(gòu)電成本費(fèi)用，減少火電燃煤和大氣污染。3.4 大機(jī)組優(yōu)先調(diào)峰原則由于大機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)幅度大，技術(shù)性能一般都優(yōu)于中小機(jī)組，用于調(diào)峰比用小機(jī)組的操作次數(shù)少，同類(lèi)型能源容量中大機(jī)組調(diào)峰成本比小機(jī)組低，按上述調(diào)峰成本最低的原則，在調(diào)峰容量充裕時(shí)應(yīng)優(yōu)先安排同類(lèi)容量中的大機(jī)組調(diào)峰。第4章 華北電網(wǎng)主要調(diào)峰方式及其存在的問(wèn)題4.1 火電機(jī)組調(diào)峰大型火電機(jī)組參加調(diào)峰，主要采用以下4種方式：1、低負(fù)荷運(yùn)行方式：以改變機(jī)組負(fù)荷來(lái)滿(mǎn)足系統(tǒng)調(diào)峰需要的運(yùn)行方式。它是一種傳統(tǒng)的調(diào)峰方式，為了增加可調(diào)出力，機(jī)組盡可能在允許的最低負(fù)荷下運(yùn)行。最低負(fù)荷的主要限制因素是鍋爐的最低穩(wěn)燃負(fù)荷。實(shí)際可供采用的低負(fù)荷調(diào)峰方式有3種：定壓運(yùn)行方式、滑壓運(yùn)行方式和復(fù)合滑壓運(yùn)行方式。變壓運(yùn)行使機(jī)組具有良好的變負(fù)荷能力。機(jī)組變壓運(yùn)行時(shí)，由于溫度變化較小，熱應(yīng)力和熱變形都不大，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，同時(shí)相應(yīng)提高了機(jī)組迅速增減負(fù)荷的能力，從而使機(jī)組具有適應(yīng)調(diào)峰的性能。但是，由于抽汽壓力隨負(fù)荷變化而變化，各加熱器和滑壓運(yùn)行的除氧器會(huì)出現(xiàn)壓力溫度的波動(dòng)，產(chǎn)生疲勞損傷。2、兩班制運(yùn)行方式：機(jī)組根據(jù)電網(wǎng)日負(fù)荷曲線的分配規(guī)律，白天正常運(yùn)行，夜間電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)停機(jī)68 h，次日清晨熱態(tài)啟動(dòng)，機(jī)組重新并網(wǎng)。兩班制調(diào)峰方式的優(yōu)點(diǎn)是夜間停機(jī)后監(jiān)護(hù)簡(jiǎn)單，機(jī)組可調(diào)出力大，可實(shí)現(xiàn)機(jī)組全容量調(diào)峰，調(diào)節(jié)電網(wǎng)負(fù)荷的效果顯著，在西方國(guó)家被廣泛應(yīng)用，我國(guó)在100 MW，l25 MW，200 MW 機(jī)組都做過(guò)兩班制試驗(yàn)。缺點(diǎn)是運(yùn)行操作復(fù)雜，主、輔機(jī)啟停頻繁影響設(shè)備的壽命，且極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，參數(shù)要求極為嚴(yán)格，運(yùn)行人員控制較難，安全因素較低，同時(shí)又會(huì)增加機(jī)組的低周疲勞損傷，目前我國(guó)只在一些中、小容量機(jī)組上采用。3、少汽無(wú)功運(yùn)行方式：在夜間電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)將機(jī)組負(fù)荷減至零，但不與電網(wǎng)解列，吸收少量電網(wǎng)功率，使機(jī)組仍處于額定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)熱備用的無(wú)功狀態(tài)。與兩班制相比，調(diào)峰幅度相同，但耗能卻要高出很多，所以現(xiàn)在較少采用。4、低速旋轉(zhuǎn)熱備用方式：即減負(fù)荷至0后，鍋爐投油維持5%左右的熱負(fù)荷向汽輪機(jī)通入低參數(shù)蒸汽，維持其低速（3001000r/min），此方式能實(shí)現(xiàn)全范圍（100%）的調(diào)峰，與低負(fù)荷調(diào)峰相比有一定的操作量，經(jīng)濟(jì)性居中。5-6調(diào)峰能力是電力系統(tǒng)的一項(xiàng)綜合性指標(biāo),調(diào)峰方式既要考慮安全性 ,又要考慮經(jīng)濟(jì)性和機(jī)動(dòng)性。在安全性方面 ,單元機(jī)組兩班制調(diào)峰啟停操作量大 ,而且機(jī)組運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng) ,設(shè)備老化嚴(yán)重 ,啟停頻繁安全保證困難大 ,對(duì)人員和設(shè)備增加負(fù)擔(dān) ,機(jī)組可用率必須降低;實(shí)現(xiàn)一爐帶兩機(jī)的母管制調(diào)峰方式 ,運(yùn)行人員的操作相對(duì)減少 ,但系統(tǒng)復(fù)雜化 ,并爐不當(dāng)可能引起熱沖擊 ,甚至發(fā)生水沖擊;低負(fù)荷運(yùn)行對(duì)機(jī)組脹差、 溫差、 輔機(jī)安全等影響很小 ,是最安全的調(diào)峰方式。在經(jīng)濟(jì)性方面分析 ,一般單元機(jī)組兩班制調(diào)峰比停爐不停機(jī)啟停損失大;而低負(fù)荷運(yùn)行因偏離設(shè)計(jì)工況 ,造成的燃料損失大 ,一臺(tái) 100MW 機(jī)組按6h低負(fù)荷調(diào)峰運(yùn)行 ,損失約折合28t 標(biāo)準(zhǔn)煤 ,經(jīng)濟(jì)性最差 ,但低負(fù)荷運(yùn)行機(jī)組壽命損耗小 ,延長(zhǎng)了機(jī)組運(yùn)行時(shí)間 ,讓機(jī)組多發(fā)電 ,從長(zhǎng)遠(yuǎn)看 ,實(shí)際上是最大的經(jīng)濟(jì)。在機(jī)動(dòng)性方面 ,低負(fù)荷運(yùn)行無(wú)大量操作 ,增減負(fù)荷比較靈活 ,1520min即可調(diào)整至滿(mǎn)負(fù)荷 ,機(jī)動(dòng)性好。單元機(jī)組兩班制啟動(dòng)從點(diǎn)火至滿(mǎn)負(fù)荷在 80100min內(nèi) ,停爐不停機(jī)鍋爐點(diǎn)火并汽至滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)間約在 6080min內(nèi) ,而且兩班制調(diào)峰操作頻繁 ,設(shè)備自動(dòng)化水平低 ,因此機(jī)動(dòng)性差。7-9比較以上四種方式，一般認(rèn)為若能實(shí)現(xiàn)50%負(fù)荷脫油穩(wěn)定燃燒，低負(fù)荷的調(diào)峰方式為最佳調(diào)峰方式，這是目前較為普遍采用的方式。但當(dāng)火電機(jī)組的負(fù)荷率在50%60%運(yùn)行時(shí)，其經(jīng)濟(jì)性極差，鍋爐和汽輪機(jī)效率均下降，機(jī)組熱耗率升高，廠用電率增加，從而導(dǎo)致供電煤耗劇增，發(fā)電效率降低，而降低發(fā)電效率也就意味著經(jīng)濟(jì)效益惡化，單位發(fā)電量的污染增加。故實(shí)際非深度調(diào)峰運(yùn)行時(shí)，火電機(jī)組的負(fù)荷率一般在70%以上。4.2 水電機(jī)組調(diào)峰水是可再生的、理想的、潔凈的能源，為了充分利用水利資源，分析研究水電發(fā)展趨勢(shì)，有利于水電事業(yè)的建康快速發(fā)展；特別是在21世紀(jì)初期，中國(guó)電力工業(yè)著力于體制建設(shè)和機(jī)制轉(zhuǎn)變，真正形成“政府宏觀管理、行業(yè)協(xié)會(huì)自律服務(wù)、企業(yè)自主經(jīng)營(yíng)”的新型體制框架，分“ 四步走”完成電力工業(yè)管理體制改革，研究我國(guó)水電發(fā)展勢(shì)在必行。10一般調(diào)峰調(diào)頻的任務(wù)由水電站承擔(dān)，而火電站一般承擔(dān)基荷和腰荷，峰荷由水電站承擔(dān)。這是因?yàn)榛痣娬酒啓C(jī)從鍋爐起爐到汽輪機(jī)并網(wǎng)發(fā)電需要好幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間，并網(wǎng)后一般很長(zhǎng)時(shí)間才會(huì)停機(jī)。如果讓其調(diào)節(jié)峰荷，會(huì)不停的開(kāi)停機(jī)或改變出力，對(duì)燃媒的利用率很低，反應(yīng)速度也跟不上。而水電站不像火電站發(fā)電前需要鍋爐預(yù)熱，在短短幾分鐘內(nèi)就可并網(wǎng)發(fā)電，而且不會(huì)像汽輪機(jī)起停那樣造成大量的能量浪費(fèi)，所以一般由水電站承擔(dān)調(diào)峰調(diào)頻任務(wù)。 調(diào)峰電源應(yīng)作為電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的一個(gè)重要內(nèi)容，在每一個(gè)發(fā)展階段應(yīng)有具體安排，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的前提下，應(yīng)優(yōu)先發(fā)揮水電的調(diào)峰能力。對(duì)具有調(diào)節(jié)能力的水電廠，應(yīng)充分考慮其在調(diào)峰和運(yùn)行備用(負(fù)荷備用和事故備用)方面發(fā)揮主要作用，合理擴(kuò)大這些水電廠的裝機(jī)容量或預(yù)留擴(kuò)建余地；對(duì)現(xiàn)有這類(lèi)水電廠，也應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)建可行性的研究。此外，應(yīng)安排火電調(diào)峰，對(duì)缺乏水電調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，還要采用其他調(diào)峰電源，如抽水蓄能機(jī)組等。 綜上所述，水電機(jī)組具有操作靈活方便、啟停迅速、且一般來(lái)說(shuō)帶負(fù)荷的速度不受時(shí)間的限制等優(yōu)越性。如一臺(tái)200MW水電機(jī)組從啟動(dòng)、并網(wǎng)到帶滿(mǎn)負(fù)荷可在25min內(nèi)完成，而相同容量的火電機(jī)組，在相同的條件下，冷態(tài)需要58 h，熱態(tài)需要12小時(shí),冷態(tài)啟動(dòng)的火電機(jī)組所需燃料費(fèi)用每次約在40萬(wàn)50萬(wàn)左右，而水電機(jī)組基本無(wú)需燃料費(fèi)用。故水電機(jī)組作為調(diào)峰手段，無(wú)疑是合理的。11從解決以火電為主的華北電網(wǎng)的調(diào)峰問(wèn)題分析，抽水蓄能電站是最經(jīng)濟(jì)的。抽水蓄能機(jī)組的調(diào)峰幅度可達(dá)200，這是其他類(lèi)型的機(jī)組所無(wú)法比擬的。例如建設(shè)一座1000MW的抽水蓄能電站，可以解決2000MW的峰谷差；而用煤電調(diào)峰，即使按50的調(diào)峰幅度考慮，也要4000MW才能達(dá)到與之相應(yīng)的調(diào)峰效果，抽水蓄能電站的調(diào)峰優(yōu)越性顯而易見(jiàn)。此外，從運(yùn)行角度看，電網(wǎng)中配置合理規(guī)模的抽水蓄能電站可以減少已有煤電機(jī)組的調(diào)峰幅度或啟停次數(shù)，可使煤電機(jī)組處于經(jīng)濟(jì)位置運(yùn)行，減少單位煤耗，從而減少整個(gè)系統(tǒng)的煤耗量。這種整個(gè)系統(tǒng)的煤耗量的降低，完全可以彌補(bǔ)抽水蓄能電站本身的循環(huán)損耗，從而使整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)。12雖然水電機(jī)組適合調(diào)峰，但目前華北電網(wǎng)水電裝機(jī)容量?jī)H占系統(tǒng)總裝機(jī)容量的3.30%，水電裝機(jī)容量不足，從根本上決定了現(xiàn)階段的主要調(diào)峰手段并不能依靠水電。第5章 華北電網(wǎng)調(diào)峰能力分析5.1 火電機(jī)組的調(diào)峰能力火電機(jī)組調(diào)峰方式不外乎兩種：常規(guī)調(diào)峰方式和非常規(guī)調(diào)峰方式。華北電網(wǎng)采用的常規(guī)調(diào)峰方式主要有：高溫高壓火電機(jī)組變負(fù)荷調(diào)整方式和中溫中壓火電機(jī)組開(kāi)停機(jī)調(diào)整方式2種。華北電網(wǎng)100MW及以上高溫高壓火電機(jī)組裝機(jī)容量為145490MW，一般采用變負(fù)荷調(diào)峰方式，鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)然特性對(duì)變負(fù)荷調(diào)峰能力有很大的影響，100MW以下一般采用開(kāi)停機(jī)調(diào)整方式，最大調(diào)峰容量因受電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、熱負(fù)荷平衡、電壓調(diào)整及系統(tǒng)繼電保護(hù)允許最小運(yùn)行方式等制約，影響了其啟?？旖輧?yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮。當(dāng)常規(guī)方式無(wú)法滿(mǎn)足調(diào)峰要求時(shí)，通常采用以下非常規(guī)調(diào)整方式：容量100MW及以下火電機(jī)組采用兩班制全負(fù)荷調(diào)峰方式，容量200MW及以上火電機(jī)組采用深度調(diào)峰方式。5.1.1 非供熱機(jī)組的調(diào)峰能力5.1.1.1 100MW非供熱機(jī)組的調(diào)峰能力由于100MW機(jī)組在不投油助燃的情況下，維持穩(wěn)定運(yùn)行的工況為70%額定負(fù)荷，顯然不能滿(mǎn)足深度調(diào)峰不大于50%額定負(fù)荷范圍內(nèi)不投油助燃穩(wěn)定運(yùn)行的需要。由于100MW汽輪機(jī)是按帶基本負(fù)荷設(shè)計(jì)的，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)該型汽輪機(jī)熱效率較低，而且100MW機(jī)組相對(duì)于其他大容量機(jī)組，發(fā)電效率，單位電能污染指數(shù)等運(yùn)行參數(shù)較低，不適合低負(fù)荷運(yùn)行。結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際運(yùn)行情況，這里只考慮100MW機(jī)組的兩班制運(yùn)行方式。兩班制運(yùn)行時(shí)，100MW機(jī)組的調(diào)節(jié)能力為100%機(jī)組容量，即為100MW。5.1.1.2 200MW非供熱機(jī)組的調(diào)峰能力200MW機(jī)組常采用低負(fù)荷運(yùn)行調(diào)峰方式，實(shí)際可供采用的低負(fù)荷