必要的燃機輔助服務為電廠經濟性加碼

時間：2019-07-01

　　依據(jù)國家發(fā)展改革委、國家能源局制定的《清潔能源消納行動計劃（2018-2020年）》，2018年，清潔能源消納**顯著成效，預計到2020年能夠基本解決清潔能源消納問題，并對各省區(qū)清潔能源消納目標做出規(guī)定。在新能源消納并網過程中，天然氣發(fā)電將挑起與可再生能源的互補的重擔，為電網的靈活穩(wěn)定運行保駕**。這其中，電力輔助服務無疑將成為燃氣電廠提升運行靈活性、穩(wěn)定性和經濟性的新落腳點。
　　電力輔助服務是指為維持電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行或恢復系統(tǒng)安全，以及為保證電能供應，滿足電壓、頻率質量等要求所需要的一系列服務，主要包括調頻、調峰、備用、無功支持及黑啟動等。當燃氣電廠增強應對突發(fā)事件能力，提升調峰能力，以及較好完成電網一次調頻的考核等，這些無疑會為電廠運營提升穩(wěn)定性，同時增加盈利能力。
　　今天，我們將從一次調頻、快速變負荷、孤島運行三方面，與大家一起探討燃機輔助功能的應用及對電廠的裨益。
　　一次調頻
　　當供需平衡打破，升降負荷靈活應對
　　頻率是衡量電能質量的基本指標之一，也是反映電網電能供需平衡的標志。當電力系統(tǒng)的供需達到平衡，電能質量較好。一旦供需打破，例如突然增加了大用電量的用戶，或是某個上網運行的發(fā)電廠突然跳閘，都會改變電網頻率，偏離系統(tǒng)額定值（中國為50赫茲），這會損傷用電設備。一次調頻功能就是應對電網頻率變化的有效手段。當搭載在發(fā)電機組上的轉速探頭檢測到頻差產生，意識到電網的供需不平衡，燃機就會立即做出反應，直接調節(jié)燃料給定值，*改變負荷，使供需重新達到平衡。
　　如今，上網的發(fā)電機組每年都會接受來自電網的嚴格的一次調頻指標考核，包括一次調頻正確動作率、響應時間、調頻死區(qū)、調速系統(tǒng)轉速不等率和一次調頻投入的較大調整負荷限幅等。不能滿足標準要求的電廠將會面臨罰款，能否順利完成一次調頻，不僅關乎電網的安全穩(wěn)定運行，也關系到了每個燃氣電廠的運行效益。
　　GE發(fā)電團隊通過**和國內大量的、長期的機組運行數(shù)據(jù)積累，形成了*到的一次調頻設置方案，有效加強一次調頻的效果，如用可變的轉速不等率來加強前饋作用、增強負荷疊加作用、減少調頻死區(qū)，配合控制系統(tǒng)中的燃燒穩(wěn)定功能，既滿足一次調頻要求又確保機組安全穩(wěn)定運行。
　　不同區(qū)域的電網對于一次調頻的要求不盡相同，GE會根據(jù)電網的具體需求、機組實際運行情況和機組特性來定制控制軟件的參數(shù)。目前，已有多家燃氣電廠攜手GE完善并在實際操作中優(yōu)化了一次調頻功能，提高了電網考核的合格率。
　　快速變負荷
　　增強調峰能力，較好配合新能源消納
　　隨著新能源發(fā)電并網規(guī)模逐漸加大，電網負荷及峰谷差也越來越大，為適應調峰需求，燃氣電廠在快速升降負荷上需要結合燃機本身的參數(shù)并對硬件、軟件進行升級，提高快速升降負荷能力。
　　以廣泛應用的F級燃機為例，GE Fast Ramp快速變負荷軟件，可以針對不同的用電需求做出快速反應，可將燃機加載和停機的時間縮減一半。如當電網負荷提升，F(xiàn)ast Ramp快速變負荷套件就會根據(jù)載荷變化實時地控制燃料控制閥，從而為燃機提供更多燃料。
　　通常，9F.03燃機切換負荷的能力是每分鐘可以實現(xiàn)升或降22兆瓦。一旦電網的需求**出燃機調整負荷范圍，*出現(xiàn)黑屏或掉機的情況。搭載Fast Ramp快速變負荷軟件之后，可以將燃機調整負荷能力提升到每分鐘升或降55兆瓦，將燃機的反應速度提升了1.5倍。
　　根據(jù)GE燃機機組的海外運行經驗，GE的Fast Ramp在保證排放合格同時，提供了*的快速載荷調整能力：單機循環(huán)調整能力處于良好水平，聯(lián)合循環(huán)調整能力也會根據(jù)余熱鍋爐和燃機輪機的條件進行較優(yōu)化和較大化而不會被其限制。一些國家會對采用電力輔助功能的電廠進行有償鼓勵，因此采用Fast Ramp快速變負荷服務的電廠有可能得到合理經濟補償，在集中競價或招標采購中贏得優(yōu)勢電價，提升了盈利能力。
　　以意大利發(fā)電市場為例，意大利發(fā)電市場集齊了世界三大燃機供應商以及本土供應商的F級燃機，使大部分電廠都在積極提高自身的響應能力以爭取較大利潤。意大利EDISON SPA在10多臺9F.03燃機上搭載了Fast Ramp，目前機組安全穩(wěn)定運行，效果良好。此外Fast Ramp在意大利A2A SPA，日本東京電力9F.04機組的安裝運行都具有參考意義。諸如美國等集中式市場模式和市場交易相結合的地區(qū)，SOUTHERN CALIFORNIA EDISON客戶在7F燃機安裝并運行Fast Ramp以后，快速應對電網調度的載荷需求，并且贏得優(yōu)勢電價。
　　孤島運行
　　如若事故來襲，*恢復供電我行
　　如何提升應對突發(fā)事件的能力？這也是燃氣電廠運營者的關注點。尤其是我國東南沿海地區(qū)的電廠，時常遇到臺風等自然災害的挑戰(zhàn)，例如2017年的“天鴿”臺風，造成了珠海、中國中國澳門兩地電力系統(tǒng)一度癱瘓，出現(xiàn)了長時間停電的現(xiàn)象，導致了巨大的損失。同一年，國家能源局南方監(jiān)管局下達指示，要切實提升對澳供電能力及主力電源抗臺風災害的能力，真正做到防患于未然。為達成這一目標，就有電廠將機組FCB改造提上日程。
　　FCB即Fast Cut Back，指機組在運行期間因突然出現(xiàn)的電網故障而與其解列，瞬間甩掉外供電負荷，維持發(fā)電機帶廠用電運行，即孤島運行，并且在主網故障排除后，機組能夠快速同期并網，*恢復對外供電。
　　目前我國燃煤機組基本都有FCB功能。相較于燃煤機組，燃機進行燃燒和做功的是一個設備，缸體厚度較薄，高溫做功部件能量密度大等，只要在同等的安全的升降負荷范圍內，應力水平比燃煤機組較低，對燃機本體的影響較小。所以燃機（單循環(huán)運行時）的負荷響應速度、啟停較快，負荷調節(jié)的范圍較大。
　　當前，新能源發(fā)電與其它電源互相協(xié)調發(fā)展的技術管理體系尚未建立，大規(guī)模并網有待不斷完善。在這一環(huán)境下，加強燃機輔助功能成為面向未來的必要措施。何況，在增加電網靈活和穩(wěn)定性的同時，電廠也可以提升自身的穩(wěn)定運行能力及經濟性，何樂而不為？

詞條
詞條說明
汽輪發(fā)電機組異常振動原因分析及處理方法
【摘要】本文針對汽輪機異常振動的原因進行了分析，提出了振動故障診斷和排除方法，同時對振動監(jiān)測進行了簡要的論述。對比分析記錄，查找原因，才能采取措施防止設備損壞事故的發(fā)生。【關鍵詞】汽輪機；異常振動；故障排除；振動監(jiān)測振動現(xiàn)象在火力發(fā)電廠汽輪發(fā)電機組中普遍存在。汽輪發(fā)電機的振動大小，是評價機組運行可靠性的重要指標。對于轉動的設備來講，微小的振動是難以避免的，只要振動幅度不**過規(guī)程規(guī)定標準的屬
汽輪機組振動原因分析及預防對策
摘要：本文針對中鋁蘭州分公司自備電廠2號汽輪發(fā)電機組長期出現(xiàn)非穩(wěn)定性振動現(xiàn)象，根據(jù)振動測試、揭缸檢查、運行調整所得到的經驗與結果，應用振動機理研究中得來的啟示，基于綜合分析對該機組振動原因進行性質定位，并對下一步工作提出較為穩(wěn)妥的意見。關鍵詞：機組振動綜合分析診斷處理中圖分類號：TM6文獻標識碼：A 文章編號：設備簡介中鋁蘭州分公司自備電廠三臺汽輪機型號為NZK300-16.7/5
火電廠脫硝改造及對鍋爐系統(tǒng)影響研究
摘要：對于火電廠脫硝技術的理想要求是，SCR出口NOx需要能夠達到較低排放標準，同時所逃逸的NH3濃度小于標準值，這就需要使得NOx和NH3的檢測確保準確，若是NH3**過標準就會造成空預器出現(xiàn)結焦的情況，使得機組的效率下降，嚴重的還會對設備產生損壞等。所以本文主要就對火電廠脫硝改造及對鍋爐系統(tǒng)影響進行分析和探討。關鍵詞：火電廠；脫硝改造；鍋爐系統(tǒng)；影響 1 火電廠脫銷技術的應用現(xiàn)狀我國火電
淺談汽輪機調節(jié)系統(tǒng)的檢修
汽輪機調節(jié)系統(tǒng)是一種反饋控制系統(tǒng)，是按自動控制理論進行系統(tǒng)動態(tài)分析和設計的。調節(jié)系統(tǒng)的基本功能是接受控制系統(tǒng)的指令，控制汽輪機各進汽閥和調節(jié)汽閥的開度，改變汽輪機的蒸汽流量，以滿足汽輪機轉速和負荷調節(jié)的要求。汽輪機調節(jié)系統(tǒng)關系到汽輪機的正常調節(jié)和安全運行，它發(fā)生故障將直接威脅機組的正常運行。本文從汽輪機調節(jié)系統(tǒng)的故障出發(fā)，對故障的出現(xiàn)與排除進行系統(tǒng)的論述。 1 調節(jié)系統(tǒng)故障分析 1.1 調節(jié)系統(tǒng)的