燃煤发电-物理储热耦合技术研究进展与系统调峰能力分析
近年来,可再生能源的快速发展对供电系统的灵活运行提出了更高的要求。未来几年,燃煤机组深度调峰将成为常态。燃煤发电机组的柔性转型是解决火电与新能源发展之间矛盾的重要举措。为了提高燃煤发电机组的深度调峰能力,提出了一种燃煤发电储热耦合技术。耦合技术可以实现热电解耦,提高机组的深度调峰能力和灵活运行特性,为新能源提供更多的互联网空间。针对燃煤发电与蓄热的耦合技术,讨论了可应用于燃煤机组的三种物理蓄热技术:热水蓄热、相变填充床蓄热和熔盐蓄热,分析了三种储热技术的特点,并提出了未来三种物理蓄热技术的研究方向。总结和评价储能装置的热性能指标,包括储放热功率、无量纲温度、Richardson数和储放热效率。同时,建立了燃煤发电-蓄热耦合系统调峰容量计算模型,并将燃煤发电机组的热力特性与蓄热系统的计算模型耦合,从而分析了燃煤发电-蓄热耦合系统的调峰容量系统提出了燃煤发电-蓄热耦合系统的合理运行机理,建立了耦合系统的热性能指标:蓄热过程的热效率、放热过程和全过程的热效率、系统性能和调峰裕度。建立了考虑发电和调度约束的燃煤发电-蓄热耦合系统电热综合调度模型。中调调度约束包括功率平衡约束、供热约束、可再生能源约束、功率约束、热功率约束、斜坡速度约束、蓄热单元的储热容量约束和储热单元的容量约束。以燃煤发电储热耦合系统的电热综合模型作为系统运行规划的决策工具,在调度系统合理布置和配置储热后,为电力系统提供运行规划策略。燃煤发电与蓄热耦合技术利用蓄热技术在热能利用方面的灵活性,根据外部热负荷的波动及时调整系统的供热量,有效满足不同时期的用热需求,提高燃煤发电机组的调峰能力,达到提高综合系统可再生能源消耗水平、移峰填谷的目的,构建新的供电系统。