5 【华东电网】调峰资源统筹利用研究

0710
2009, 37( 5)
Байду номын сангаас
夏季时日调峰华东电网出现约 2 000 MW 调峰的 缺口; 2020 年时, 火电机组的综合调峰能力率可 达 48 . 1 % , 由于核电和夏季调峰性能较差的区外 水电占华东电源的比例相对于 2010 年有很大提 高 , 则在 冬 季、 夏 季 时日 调 峰 华 东 电网 出 现 约 1 800 、 16 700 MW 调峰的缺口。 如果, 结合华东电网的调峰电源规划 , 华东电 网在 2010~ 2015 年和 2016~ 2020 年间分别建设 约 6 000 MW、 5 000 MW 抽水蓄能机组, 则华东电 网可保持调峰平衡。
3 规划电源的调峰特性
根据 华东 电网 电源 发展 的规划 , 华 东电 网 2010 年及以后的调峰电源可分为 : 区内水电、 火 电、 燃汽轮机、 抽水蓄能电站和区外水电、 火电。 区内电源, 各类机组调峰要求能力基本同现 有的要求, 但火电机组由于新的机组增加、 其综合 调峰能力还会有所提高, 但基本不低于 50 % 。调 峰能力和跟踪负荷的性能高于火电厂的抽水蓄能 电站、 燃汽轮机电站的装机容量会有所增加。 区外电源, 根据国家电网 2008 年全国特高压 骨干网最新规划研究中华东电网接受区外来电的 规划, 至 2010 、 2015 、 2020 年 , 区 外来电占华东电 网电 源的 比 例 将 分别 约 为 6 . 9 % 、22 . 3 %、 32 4 % , 区外来电水电占华东电网电源的比例将 分别达 5. 2 %、 11 . 7 %、 15 . 1% 。其中区外来电的 火电出力可基本按受端负荷的特性进行, 但水电 有其自身季节性的特性, 因此, 区外来电特性的特 性将对华东电网的运行产生相当的影响。根据目 前全国特高压规划工作资料中各类水电的特性, 规划送入华东电网的水电 ( 三峡、 金沙江 一期和 二期、 锦屏水电、 西藏水电等 ) 的基本特性是汛期 的发电电量占全年发电量的 41 % ~ 68 % , 平水年 丰水期只有 0~ 20 % 左右的调峰能力 , 枯水期间 日调峰容量可达 60 % ~ 92 % 。据有关资料 , 接受 的四川中小水电向外送电的可能送电方式为: 1~ 4 月和 11~ 12月不送电、 5~ 10 月送电, 日送电方 式为全天按 100 % 满送。
4 华东电网的 2010~ 2020 年调峰平衡情况
根据华东电网负荷及特性预测以及华东电网 2010 年的电源规划、 国家电网公司的特高压送电 规划, 如果 2010年以后华东电网除规划建设的核 电以及特高压电网送入电力外 , 均考虑建设火电, 华东电网的调峰平衡情况为 : 2010 年时, 火电机 组的综合调峰能力率可达 47 . 8 % , 由于核电和夏 季调峰性能较差的区外水电占华东电源的比例不 大 , 且电网内增加了一批抽 水蓄能电站 ( 江苏宜 兴抽水蓄能电站 1 000 MW 等 ) 和调峰性能较好 燃气轮机等 , 全电网的调峰能力可满足电网的需 求 ; 2015 年时, 火电机组的综合调峰能力率可达 48 % , 由于核电和夏季调峰性能较差的区外水电 占华东电源的比例相对于 2010年有所提高 , 则在
年电源运行的模拟运行 计算和分析。以电网安全、 经济、 节能运行为目的 , 对华东电网提高调峰 资源利用效率 进行探讨研究 , 提出了华东电网调峰资源统筹利用的思路。 关键词 : 负荷特性 ; 调峰电源 ; 抽水蓄能机组 ; 发电煤耗 基金项目 : 华东电网有限公司重点科研项目 作者简介 : 张建平 ( 1975 ), 男 , 高级工程师 , 从事电网规划及管理工作。 中图分类号 : F 407. 61 文献标志码 : A 文章编号 : 1001 9529( 2009) 05 0708 04
第 37 卷 第 5 期 2009 年 5月
V o.l 37 N o . 5 M ay 2009
华东电网调峰资源统筹利用研究
张建平 , 周
1
伟 , 张啸虎 , 周
1
1
晓 , 袁薏子
2
2
( 1. 华东电网有限公司 , 上海 摘
200002; 2. 华东电力设 计院 , 上海
200063)
要 : 根据华东电网 的负荷特性、 电源调峰特性、 火电机组的 煤耗性能等因素 , 对华东电网 各类电源进行全
Overall and coord inated utilization of peak regu lation resources for East Ch ina Pow er G rid
ZHANG J ian p ing 1, ZHO U W ei1, ZHANG X iao hu1 , ZH OU X iao2, YUAN Y i z i2 ( 1. East Ch ina G rid Co m pany L i m ited , Shangha i 200002, Ch ina ; 2 . East Ch ina E lectr ic Powe r D esign Institute , Shangha i 200063 , Ch ina) Abstrac t : W ith consideration o f load charac teristics , peak regu lation characteristics of power sources , and load con sumption featu res o f ther m a l pow er un its o f East China P o w er G rid , the whole year operation o f various po w er sources o f the G rid was si m u la ted and analyzed . The m e thod fo r i m prov ing the utilization effic iency o f peak regu lation re sources w as d iscussed, and consequently the idea o f overall and coordinated utilization o f peak regu la tion resources for the G r id was proposed. K ey word s : load character istic ; po w er source for peak regulation; pumped storage uni; t coa l consumption for genera tion
1 华东电网历年调峰运行情况
目前华东电网电源的组成主要为网内的常规 水电、 抽水蓄能电站、 火电、 燃机、 核电、 和区外的 三峡送电以及山西阳城火电送电。至 2008 年底, 华东全网 (统调 ) 中火电、 常规水电、 抽水蓄能、 核 电、 风 电装 机 容 量 占 总 容量 的 比 例 分 别 为
张建平 , 等
华东电 网调峰资源统筹利用研究
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华东电网内主力电源火电机组也是网内调峰 主力之一, 由于华东电网近年来新建的火电机组 大多是 300 MW 、 600~ 1 000 MW 机型, 华东电网 火电机组的调峰性能得到了改善 , 目前华东电网 的火电 ( 包括燃机和风电 ) 夏季 综合技术调峰能 力可达 49 . 1 %。 其他电源, 华东电网中现有的核电基本带基 荷、 不参加调峰运行; 山西阳城向华东电网送电, 其调峰能力基本同华东电网内火电 ; 三峡向华东 电网送电, 汛期时基本以带基荷运行 , 枯水期可适 当参与调峰运行。 根据统计, 2004~ 2008 年华东电网机组发电 设备平均利用小时为 5 000~ 5 100 h , 其中火电机 组、 水电机组、 核电机组、 水电机组中 600 MW 装 机容量及以上的抽水蓄能电站的平均利用小时分 别为 5 300 ~ 5 600 、 1 700 ~ 2 800 、 7100 ~ 7 600 、 1 300~ 1 550 h 。
由于电力负荷具有一定的年变化和日变化特 性、 同时电网中的电厂由于发电机组技术条件的 限制不能跟随电力负荷 作无限、 即时的变化 , 因 此 , 电网为保证电力系统安全、 稳定地运行, 需要 建设一定的调峰电源, 以保持电网运行的调峰平 衡。同时, 因为维持调峰平衡, 电网中各类电源: 抽水蓄能机组、 燃机、 火电机组等均需以增加能耗 为代价参加调峰 , 且核电、 区外来电及新电源等比 重越来越大 , 其他机组的调峰压力越来越大, 在维 持电网的调峰平衡运行的同时 , 电网还需要提高 调峰资源的利用率, 使电网的整体运行更加经济、 安全、 节能减排。
84 8 %、 8 . 5 %、 2 . 9 %、 3 . 1 %和 0 . 6 %。 华东电网中承 担调峰的机组 主要为常 规水 电、 抽水蓄能电站、 火电和燃机 , 在电网调峰困难 时 , 部分地区的 125 MW、 300 MW 火电机组、 甚至 600MW 机组两班制运行以满足电网的调峰平衡 ( 主要在上海电网 )。 各类机组的具体调峰情况为 : 现有常规水电 一直是华东电网的基本调峰手段之一 , 但是因华 东电网内常规水电在全网中的比例较低, 且其中 有相当部分的小水电是径流电站 , 只能满足华东 电网部分调度需求。抽水蓄能电站是目前电网内 最有效的调峰电源 , 近年来华东电网建设了一批 抽水蓄 能 电 站, 如 : 天 荒坪 ( 1 800 MW )、 桐柏 ( 1 200 MW ) 、 宜兴 ( 1 000 MW )、 瑯 玡山 ( 600 MW ) 抽水蓄能电站等。 联合循环燃气轮机因具有建设速度快、 启停 迅速、 效率高等因素开始出现于华东电网中, 特别 在上海水电资源缺乏、 调峰手段少的电网内装机 容量不断增加。
2 华东电网的负荷特性
近年来随着产业结构的调整 , 第三产业用电 和生活用电的增加迅速, 华东电网的负荷受气温 的影响越来越大。华东电网全年的最高负荷发生 在夏季 7 、 8 月居多; 冬 季高峰大多出现在 12 月 份 , 为全年的最高负荷的 84% ~ 96 % ; 月最高负 荷较低的月份一般在春秋季的 4 月和 10 月。此 外 , 华东电网日负荷曲线的特点为, 夏季呈 3 峰 1 谷 , 冬季呈 2 峰 1 谷 。根据 1997~ 2008 年 的统计结果 , 华东统调电网夏季的日最小负荷率 约为 0 . 63~ 0 . 76 、 冬 季的最小 负荷率 约为 0 61~ 0 . 76 , 同时, 由于春节期间工厂放假, 而居 民生活、 商业负荷大幅提高 , 华东电网自 2003 年 以来最大峰谷差率均出现在春节期间的 1 月末 ~ 2 月初, 日最小负荷率 约为 0. 59~ 0 . 67 。 根据华东公司组织的华东电网负荷特性及参 数研究专题预测 , 预计华东四省一市将继续保持 历年的负荷特性 , 即电网夏季高峰基本上出现在 7 、 8 、 9 月份 , 冬季高峰大多出现在 12 月份 ; 各月 最高负荷日的晚高峰一般夏季在 19 : 00~ 20 : 00 , 冬季 为 18: 00 ~ 19 : 00 。预 计 华 东 电 网 2010 、 2015 、 2020 年的季不均 衡系数将 在 0 . 86 ~ 0 . 88 之间, 夏冬季典型日的日负荷率 将在 0 . 795 ~ 0 . 873 之间 , 夏冬季典型日的日最小负荷率 在 0. 591~ 0 . 69 之间。 将
6区域电网间调峰资源统筹利用统一调度研究随华东500kv电网的加强以及特高压电网的建设华东四省一市电网的联系通道在不断的加强可交换容量也在不断的提高为区域电网间调峰资源统筹利用统一调度措施提供了条件张建平等华东电网调峰资源统筹利用研究0711调峰资源统一利用统一调度可以成为提高电网调峰资源利用率的措施之一
电力行业的运行优化目标之一 , 因此 , 在电网中有 条件采用其他调峰措施的情况下 , 弃水调峰的调 峰措施不应该作为主要调峰措施。 ( 3) 核电参加部分调峰 根据核电机组的运行设计资料, 核电机组在 燃料周期的前 80 % 时间可在满 足一定运行条件 的情况下调峰能力。由于华东地区是人口较密集 地区, 出于安全运行和环境保护方面的原因, 华东 地区内的核电暂按带基荷、 不参加调峰运行考虑。 今后可根据技术发展适度参与调峰。 ( 4) 两班制运行 、 区外来电部分调峰 网内火电机组深度调峰或部分火电机组两班 制运行、 区外送入火电根据华东电网负荷侧需求 深度调峰措施将对于各火电厂内部的设备的改造 及管理和运行、 以及特高压电网的全网调度提出 很高的要求。 ( 5) 新增调峰电源 结合厂址条件、 电网结构、 技经条件建设新增 调峰电源措施的实施 , 由于负荷水平和社会的政 治、 经济发展密切相连 , 负荷及特性预测的存在相 当的偏差可能, 为区外能源基地送入的电力的特 高压电网送电规划的规模、 实现时间、 送电和调度 方式也有很大的不确定性; 且电力系统作为经济 发展的基础行业 , 保证电网在满足地区电力负荷 需求的基础上安全稳定运行是电力系统运行的首 要目标 , 电力系统的建设要具有适当的的适应性、 包容性、 超前性。 因此, 为满足电网的调峰平衡, 适当建设调峰 电源是一个必然的选择。同时, 由于电力负荷特 性变化、 部分电源 ( 如 : 核电和丰水期水电 ) 的调 峰性能较差等因素的影响, 新增调峰电源应结合 厂址条件、 电网结构来考虑 , 优先选择接近负荷中 心和调峰性能较差 ( 如: 核电 ) 的电源、 高峰时便 于负荷受电和低谷时便于调峰电源 (抽水蓄能电 站 ) 抽取电网中 的盈余电力的调峰电源厂址 , 以 降低运行中电网的电力损耗。