關于新疆供熱機組最小運行方式及電網調峰能力的研究

高翔

摘 要：新疆電網冬季平均有5個月的供暖期，而供熱機組主要存在于公用火電機組中，隨著不參與調峰的自備電廠快速增長及新能源裝機占比的不斷提高，造成電網調峰及負荷平衡的壓力越來越大，自2014年起，疆內強化了供熱機組最小運行方式的管理工作，通過采取加強管控、數據支持、積極創新的手段，有效地提升了冬季新疆電網調峰能力，為省調供熱期電網調峰調度提供了有力的技術支撐。

關鍵詞：供熱機組；最小運行方式；調峰能力

中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）20-0158-01

近些年，新疆機組裝機容量大幅提升，風電及自備電廠所占比重越來越高，自備電廠不參與電網調峰，新投產直調火電機組均為熱電聯產機組，且城市集中供熱面積增長快速，熱力公司調峰鍋爐未能同步配置，同時供熱任務大部分甚至全部交由熱電廠負責，冬季電負荷調整受熱負荷限制，調峰能力有限，供熱與調峰的矛盾日益突出，使原本需“熱電聯動”的發電機組需要“以熱定電”運行，冬季電負荷在一定程度上受到了熱負荷的限制，機組的調峰能力也相應受到的制約[1-2]。參與調峰的公用供熱電廠為了爭取自身更大的經濟利益，許多發電廠打著供熱的名義，謀求更高的發電負荷，極大地影響到新疆電網的負荷平衡。為提升調峰能力，機組通過核定最小運行方式對供熱機組進行，在保障機組正常供熱的情況下，優化機組的調峰能力[3]。

1 課題背景

隨著電廠在供熱方面所占比重越來越多，電廠供熱與電網調峰之間的矛盾就日益突出。本節就從供熱、調峰兩個方面分析供熱機組的冬季運行現狀。

新疆電網冬季有4-6個月的供暖期，公用火電機組絕大部分為供熱機組，“十二五”期間，隨著不參與調峰的自備電廠快速增長及新能源裝機占比的不斷提高，電網調峰及負荷平衡的壓力越來越大，2012年開展供熱機組供暖期最小運行方式的核定工作，緩解了冬季電網調峰壓力，但也暴露出一定問題：管控力度不夠、缺少數據支持、“東北模式”無法滿足新疆電網調峰要求等，制約了冬季電網調峰能力的進一步提升。自2014年起，強化了供熱機組最小運行方式的管理工作，通過采取加強管控、數據支持、積極創新的手段，有效地提升了冬季新疆電網調峰能力，為調供熱期電網調峰調度提供了有力的技術支撐。

1.1 新疆供熱需求

近年，傳統的集中鍋爐供暖的采暖方式逐漸被火電機組通過“熱電聯產”的采暖方式所替代，作為各地區冬季取暖的大趨勢，各地供熱機組的供熱需求都在不斷上漲，新疆2012～2016四個采暖季的供熱面積分別為7577m2、8809m2、1955m2、13871m2，由此可見“熱電聯產”已經成為了未來主要的采暖方式。

1.2 新疆調峰情況

新疆地廣人稀，有許多可利用的自然資源，在“清潔替代，電能替代”的大背景下，新疆內用電源結構也所調整，從先前無新能源到有新能源，從小機組火電到大機組火電。

新能源比重增加，按照新疆2020年規劃的電源及負荷情況進行生產模擬計算，新能源棄電量占其預計可發電量的65.2%，其中采暖期棄電量占全年棄電量的53.4%，但占到采暖期新能源可發電量的89%，即采暖期新能源發電量極少，考慮火電、水電發揮調峰作用后，當新能源棄電率考慮為5%時，新疆調峰能力缺額約1200萬兆瓦。

2 供暖季負荷與調峰能力分析

本章節通過數據統計計算2015～2017供暖季全疆電廠供熱情況，分析當季供熱負荷及調峰能力。

2.1 全疆供暖需求

火電廠作為供熱機組為各地供暖成為大趨勢，每年各地的供熱需求都在不斷上漲，只有掌握每年全疆的供熱需求，才能在此基礎上優化機組最小運行方式和調峰能力。本小節就對全疆24個供熱機組2015-2016、2016-2017兩年供熱面積進行統計，除了個別機組供熱面積飽和無增長，大部分供熱機組的供熱面積在2016-2017供暖季均有增加，通過統計分析，大部分電廠的增長率在10%以上，總面積從2015-2016供暖期的13108萬m2，增長至2016-2017年的16993萬m2，總增長率為30%。

2.2 調峰能力計算

目前大多數供熱機組為抽汽式供熱機組，其電負荷、采暖抽汽負荷和工業抽汽負荷在一定范圍內均可獨立調節，同時又相互制約。由于疆內供電負荷小，供熱負荷大，“以熱定電”是目前機組負荷的確定方式，而在確定一定的熱負荷時，電負荷的調整范圍受到制約。通過機組在某一熱負荷下的抽氣量，如機組帶最大550t/h采暖抽汽量時，從供熱機組工況圖中可查得機組電負荷的調整范圍是235～265MW，機組僅有9%的負荷調整能力，基本上已不具備調峰能力，且一次調頻能力也將受到影響。采用建筑物圍護的基本耗熱量法結合歷史數據對熱負荷進行預測，考慮氣溫變化對建筑散熱量和供熱量的影響，將整個供熱區域作為一個大的換熱器。通過對熱網整體換熱系數的研究，以及采暖供熱數據的分析，借助于天氣預報的氣溫數據，預測出不同環境溫度下所需的熱負荷。

2.3 極端低溫工況供熱機組負荷核查

2016年11月22日，新疆各地區出現了氣溫驟降，對降溫后各供熱電廠的機組最小運行方式進行了核對， 通過統計結果可以看出，實際供熱機組的最小運行方式大多與計算值一致，個別機組實際最小運行方式小于理論值，說明供熱機組在的極低環境溫度下仍有較充裕的調峰余量。

2.4 供暖季存在問題

雖然整個供暖季平穩度過，但也暴露出很多問題，制約了冬季電網調峰能力的進一步提升，具體問題如下：

管控力度不夠，弄虛作假現象嚴重。在“以熱定電”原則下，參與調峰的公用供熱電廠為了爭取自身更大的經濟利益，打著供熱的名義，謀求更高的發電負荷，虛報供熱面積，篡改主要供熱參數，極大地影響了供熱機組最小運行方式的核定及合理、公正的調峰。

缺少大數據支持。部分電廠主要供熱計量表計存在缺陷或計量不準，并且沒有進行整改，各公用供熱電廠供熱調峰運行數據只能通過現場調取的方式獲得，缺少數據分析，影響了最小運行方式核定的準確。

供熱機組最小運行方式核定模式亟待創新。“東北模式”初、中、末期的核定方式雖然暫時緩解了電網調峰的困難，但通過幾年時間工作的積累，應清楚的知道此模式下仍有很大的弊端。

3 結語

在強化供熱機組最小運行方式管理工作上，我們采用加強管控、數據支持、積極創新的手段，達到了不斷提升冬季電網調峰能力的目的。加強管控方面切中要害、抓住關鍵環節、加大臨檢力度，有效解決了弄虛作假的情況，確保供熱機組公正、合理地進行調峰；數據支持方面建立監測平臺對供熱機組數據全面實時監控，完成供熱機組調峰能力在線分析、診斷，采用信息數據現場校核的方式，確保了供熱機組最小運行方式核定的科學準確；積極創新方面針對原供熱機組最小運行方式核定方式的弊端，在總結工作經驗的基礎上，開拓思維，提高創新意識，勇于實踐，創造出新的核定方式以滿足冬季電網調峰的進一步要求。

參考文獻

[1]姚金雄，張世強.基于調峰能力分析的電網風電接納能力研究[J].電網與清潔能源，2010.

[2]張宇，鄂志君，劉衛平，等.熱電聯產機組調峰能力的研究與應用[J].電力系統及其自動化學報，2013，25（3）：115-118..

[3]田超，栗向鑫，張圣楠.京津唐電網供熱機組冬季調峰能力分析[J].華北電力技術，2013，（3）：5-8.endprint