水火电联合运营策略及火电机组负荷智能分配研究

论文摘要

作为一种重要的能源，水电具有清洁高效的优点。但由于其易受自然条件限制，决定了水电不可能独立作为电网的稳定电源点。因此，水火电的联合运行就应运而生。本文以正在兴建的三峡电站为研究对象，主要论述了三峡水电的配套火电选择，三峡水电和配套火电的运行策略，意在满足电网负荷要求的前提下能耗最低。本文所进行的工作主要有如下几个方面：(1)论文首先根据实际分析，论证了水火电联合运行的必要性，在论述了水火电联会运营研究现状和基本理论的基础上，结合三峡水电的实际情况分析了为其配套火电的迫切性，并论证了配套火电的配套原则。(2)在对三峡水电和配套火电之一——襄樊电厂的情况进行分析的基础上，针对水电和火电各自的优缺点分别确定了以整体的安全性、经济性为目标的三峡水电和襄樊火电的在丰水期、枯水期及其它情况下的联合运营策略：丰水期，水电带基本负荷，火电调峰；枯水期，火电带基本负荷，水电调峰；其他情况下，水火电联合调峰。(3)在水电和火电的联合运行策略的前提下，论文以经济性为目标论述了火电机组负荷智能分配策略。论文在讲述智能负荷分配的基本概念和原则后，对等微增率分配器的数学原理进行了详细的论述、推导和证明，最后得到了基于煤耗曲线为二次型的负荷分配模型，这是本文火电部分的理论基础。(4)在等微增率的理论下，根据火电厂的运行特点，提出了全厂负荷智能分配的总体方案，并对火电厂负荷智能分配的设计原则以及智能分配中心的逻辑结构进行了研究。(5)根据襄樊火电厂的历史运行数据，得到了四台机组的煤耗负荷特性数学模型，并对负荷智能分配进行了仿真，以证明论文提出观点的正确性。在仿真部分，针对加入机组出力上下限约束条件后，出现的实际出力不能完全跟踪负荷指令的问题，提出了两种不同的二次负荷分配方案，对两种方案进行仿真研究对比后，得到第二种方案较优的结论。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 绪论
• 0.1 电网的任务及发展现状
• 0.2 电源发展现状及面临的问题
• 0.2.1 水电的发展现状
• 0.2.2 火电的发展及面临的问题
• 0.2.2.1 全社会日益增长的用电需求与能源短缺之间的矛盾
• 0.2.2.2 降低成本、提高机组可用率与保证安全稳定运行之间的矛盾
• 0.2.2.3 加快电站建设与环境保护之间的矛盾
• 0.2.3 其它电源的发展
• 0.2.3.1 核电的发展
• 0.2.3.2 风电的现状及面临的问题
• 0.2.4 实行水火联合经济运行的必要性
• 0.3 水火电联合运营研究现状
• 0.4 水火电联合运营理论基础
• 0.5 本文的主要工作
• 第一章 三峡水电配套火电的必要性及最优电源点
• 1.1 三峡电站在全国电力系统中的战略地位
• 1.1.1 三峡电站将成为华中、华东及南方电网中的重要电源
• 1.1.2 三峡电网在推动全国电网大区互联中的作用和地位
• 1.1.3 三峡电力系统对提高全国电网稳定性的支持
• 1.1.4 三峡电力在水火互补、水电跨流域补偿调节方面的显著效应
• 1.1.5 三峡电力系统在资源调整上的作用
• 1.1.6 三峡电站对我国环境保护的重大贡献
• 1.2 三峡电站配套火电电源点的必要性及配套原则
• 1.2.1 三峡电站配套火电电源点的必要性
• 1.2.2 为三峡电站配套火电点电源点的原则
• 1.3 襄樊电厂的特点
• 1.3.1 襄樊电厂的现状
• 1.3.2 襄樊电厂发展的有利条件
• 1.3.2.1 扩建优势
• 1.3.2.2 水源优势
• 1.3.2.3 燃料供应优势
• 1.4 本章结论
• 1.4.1 经济效益
• 1.4.1.1 供电经济效益
• 1.4.1.2 发电经济效益
• 1.4.2 社会效益
• 1.4.2.1 环境效益
• 1.4.2.2 对湖北经济的效益
• 第二章 三峡水电和襄樊火电联合运营策略
• 2.1 三峡水电和襄樊火电联合运营的意义
• 2.2 三峡水电与襄樊火电联合运营策略
• 2.2.1 枯水期运行策略
• 2.2.2 丰水期联合运行策略
• 2.2.2.1 火电调峰运行方式
• 2.2.2.2 调峰负荷分配原则
• 2.2.2.3 提高火电机组调峰能力的措施和建议
• 2.2.3 其它水火电联合运营策略
• 2.2.4 水火电联合运营策略实现及分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 火电厂机组负荷智能控制概述
• 3.1 火电厂机组负荷优化分配的意义和研究现状
• 3.1.1 火电厂机组间负荷优化分配的意义
• 3.1.2 机组负荷优化分配的研究现状
• 3.2 智能控制理论概述
• 3.2.1 智能控制理论简介
• 3.2.2 知识的产生方法
• 3.3 等微增率分配器
• 3.4 本章小结
• 第四章 电厂机组的调度方式
• 4.1 电厂机组的负荷调度方式
• 4.1.1 自动发电控制（AGC）基本原则
• 4.1.2 AGC调度存在的问题
• 4.1.3 机组负荷优化分配
• 4.2 湖北电网的功能
• 4.2.1 湖北省电网AGC模块组成和功能
• 4.2.2 电网AGC系统的控制方式
• 4.2.3 湖北AGC系统的特点
• 4.3 电厂升压站及出线情况
• 4.4 本章小结
• 第五章 火电厂负荷智能分配及仿真
• 5.1 火电厂负荷智能分配的设计原则
• 5.2 全厂负荷智能分配的总体方案
• 5.3 负荷智能分配中心
• 5.4 火电厂机组间负荷智能分配仿真
• 5.4.1 机组煤耗的数学模型
• 5.4.2 负荷智能分配仿真
• 5.4.3 负荷智能分配的二次分配问题
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论及课题展望
• 6.1 本文结论
• 6.2 现场实现存在的问题
• 6.2.1 负荷智能分配与DCS之间的问题
• 6.2.2 负荷智能分配与协调控制系统之间的问题
• 6.2.3 负荷智能分配所带来的其它效应
• 6.3 问题的解决办法
• 6.4 本章小结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士学位期间发表的学术论文
• 攻读博士学位期间参加的科研工作