电力系统经济运行及管理第三讲

第3讲 火电厂经济运行
• 1. 火电厂基础知识 • 2. 电力负荷需求与电厂运行 • 3. 电厂成本管理与上网电价 • 4. 电厂竞价策略 • 5. 发电厂有功经济运行
1 火力发电厂基础知识
（一）能源结构的特点
• 一次能源：无需加工或转换即可利用。如：煤 • 二次能源：一次能源经加工转换成可利用的能。如：电能、热能 • 常规能源：化石燃料和水能 • 再生能源：如太阳能、水能、风能、地热能、海洋能（潮夕能、波浪能、温差
（540亩） • 耗煤：120万KW电厂，年耗煤300
万吨 • 采煤占地：2000年止，我国因之
累计占用土地面积约586万hm2（h 为深度） • 耗水：100万KW，直流供水35-
40m3/s，循环供水 0.6-1m3/s
• 我国是13个水资源贫乏国家之一
图6 火电厂概貌
火电厂与环境保护
• 渣滓：100万KW电厂，年数百万吨 • 烟尘：SO2全国年排放总量为2500万t，位居世界第一 • 酸雨：面积已占国土面积的30% ，煤的燃烧，产生汞Hg、
– 小容量发电厂，装机总容量在100MW以下 – 中容量发电厂，装机总容量在100～250MW – 大中容量发电厂，装机总容量在250～600MW – 大容量发电厂，装机总容量在600～1000MW – 特大容量发电厂，装机容量在1000MW及以上
• 按蒸汽压力和温度分类：
– 中低压发电厂，其蒸汽压力在3.92MPa（40kgf／cm2）、温度为 450℃的发电厂，单机功率小于25MW；地方热电厂。
– 高压发电厂，其蒸汽压力一般为9.9MPa（101kgf／cm2）、温度为 540℃的发电厂，单机功率小于100MW；
– 超高压发电厂，其蒸汽压力一般为13.83MPa（141kgf／cm2）、温度 为540／540℃的发电厂，单机功率小于200MW；
– 亚临界压力发电厂，其蒸汽压力一般为16.77MPa（171 kgf／cm2）、 温度为540／540℃的发电厂，单机功率为30OMW直至1O00MW不等；
伊霍元抚铁鹤双开峰大平阳淮淮敏林宝顺发徐州神 府岗鸭滦峰平顶山兖州六盘水同朔泉北南,河山山
准东阜鸡西格胜新西山尔
中国主要水电、核电站分布图
大葛五龙羊峡隔小三 岩亚二 滩 秦洲 强白河李家峡浪峡 滩湾山坝 溪山岩底刘家峡
火力发电厂生产的实质-能量转换
• 热力发电厂生产的实质是能量转换，即将燃料中的化学能，通过在锅
炉中燃烧转变为蒸汽的热能，并通过汽轮机的变速旋转变为机械能，
最后通过发电机转为所需的电能。
烟
尘
电能
煤
锅炉 蒸汽热能高速旋转 机械能 交流
燃烧
汽机
发电机
冷 却 水
灰 渣
图4 火电厂能量转换框图
火力发电厂生产的实质-能量转换
图5 火电厂生产过程示意图
火电厂与资源利用
• 占地面积：120万KW电厂，36顷
电力系统经济运行及管理
第二讲 火电厂经济运行 刘敦楠
课程大纲
• 第1讲 电力系统基础 • 第2讲 电力市场下的经济运行 • 第3讲 火电厂经济运行 • 第4讲 水电厂经济运行 • 第5讲 核电、风电及新能源电厂经济运行 • 第6讲我国电网互联及调度现状 • 第7讲中长期经济调度 • 第8讲 短期、超短期调度与AGC控制 • 第9讲 调峰、调频、备用优化及辅助服务 • 第10讲 负荷控制与需求侧管理 • 第11讲 节能调度、低碳调度与智能调度 • 第12讲 智能电网与电力系统灾变防治
能）生物质能等 • 新能源：核能、燃料电池等 • 绿色电力：利用太阳能、地热能、风能、生物质能发电
我国能源结构
• 我国的能源结构：一次能源丰富、严重分布不均 我国是以火电为主的国家之一，不同能源发电大体如下：
水电 火电 其它
图1 我国发电状况
中国主要煤资源分布示意图
图 2 中国主要煤矿分布示意图
燃油火力发电厂 燃汽火力发电厂 燃烧火力发电厂效率高容量大 低温低压（450℃，35大气压） 中温中压（520℃，100大气压） 高温高压（550℃，180大气压） 超临界机组 (575℃，200以上)
镉Cd、铅Pb、铬Cr等生物毒性显著的重金属 ， • 噪声污染： • 火电厂是污染源之一，必须降耗减排。要建设碧水、蓝天、
绿地、宁静，“零排放” 电厂
热力发电厂的类型及对热力发电厂的要求
烟
尘
电
煤
锅炉
蒸汽热能
机械能
高速旋转
交流
能
燃烧
汽机
发电机
冷 却 水
灰 渣
供热
火力发电厂的类型
• 按发电厂总装机容量分类：
• 功率P=电压U * 电流I
– 电量是指负荷与时间的 乘积，单位：度(MWh)
• 电力负荷曲线
– 日负荷：表示一天24h 内负荷变化的情况
发电厂的电力负荷曲线与工况系数
• 日负荷曲线
日负荷的分配
• 日负荷预测曲线
– 短期机组组合、开停机计划的依据 – 电力市场中日前市场交易的依据
基荷：日负荷曲线最低点 以下部分，
电的发电厂（一般也与电网相连）。
第3讲 火电厂经济运行
• 1. 火电厂基础知识 • 2. 电力负荷需求与电厂运行 • 3. 电厂成本管理与上网电价 • 4. 电厂竞价策略 • 5. 发电厂有功经济运行
发电厂的电Biblioteka Baidu负荷曲线与工况系数
• 电力负荷
– 指广义负荷，包括负荷 与电量
– 负荷是指发电厂、供电 地区或电网在某一瞬间 所承担的工作负荷，单 位：（MW）
– 超临界压力发电厂，其蒸汽压力大于22.llMPa（225.6kgf／cm2）、温 度为550／550℃的发电厂，机组功率为600MW及以上，
火力发电厂的类型
• 按供电范围分类：
– 区域性发电厂，在电网内运行，承担一定区域性供电 的大中型发电厂；
– 孤立发电厂，是不并入电网内，单独运行的发电厂； – 自备发电厂，由大型企业自己建造，主要供本单位用
峰荷：基荷与最大负荷之 间的部分
抽头蓄能 水电厂可调功率
峰荷 基荷
中温中压凝气式火电厂 中温中压火电厂
高效率大机组火电厂
核电厂
热电厂强迫出力
水电厂强迫出力
＋
电力负荷预测的分类和意义
• 超短期负荷预测
– 未来几分钟-几小时 – 实时调度：根据超短期负荷，对机组进行有功分配
• 发电厂是目前电力系统唯一的有功功率电源。 （1）火力发电厂：总容量一半以上。