火电机组

基于不同种类分布式新能源的暂态特性，建立各种新能源的典型模型，聚合为考虑分布式新能源的有源综合负荷模型，用于对工程实际省级电网的安全稳定分析。所提方法能有效反映新能源的低电压穿越、切机等特性对省级电网稳定性的复杂影响，其中火电机组直接退出分布式新能源消纳运行会导致大电网稳定性下降，当火电机组处于调峰状态时，对大电网暂态稳定性影响较小。

为推进“双碳”政策的实施，消纳波动性较强的新能源并网发电，当前对火电机组的深度调峰要求越来越高。循环流化床(circulating fluidized bed，CFB)锅炉机组在深度调峰低负荷运行工况有着先天优势，但实现20%以下的超低负荷运行依然面临众多的困难，如炉内流化的稳定性、氮氧化物的排放及炉内局部超温带来的安全性等问题。以某330 MW CFB锅炉的深度调峰技术应用为例，介绍了输煤筛分破碎系统、风帽节流圈、下二次风管等机组部件的改造，并配合烟气再循环等技术应用，成功实现了18%的超低负荷深度调峰运行，同时也很好地控制了NO x 的排放。最后总结了CFB机组超低负荷深度调峰技术的关键点和难点，对深度调峰运行带来的潜在问题进行了分析，并提出了相应的解决措施。研究结果具有重要的工程借鉴作用。

为应对以风电为代表的新能源大规模接入电力系统带来的新挑战，提出了一种计及线路优化投切限流的含风电电网扩展规划模型。首先，从系统负荷变化引起常规火电机组启停的角度出发，将典型场景下的短路电流约束转化为对应机组启停状态下的约束，通过对风电场集电系统的结构等值研究风电场的等效表达式，引入考虑风电接入的短路电流约束。然后，确定电网扩展规划总体思路，以总投资最小为目标函数，建立综合考虑储能、需求侧响应以及短路电流约束的电网规划混合整数线性规划模型并求解。最后，以IEEE-RTS 24节点系统为例，通过设置不同的案例对比分析，验证了所提方法的有效性。

电厂中一次风机为煤粉输送提供动力，由于其管道阻力大、风压高、流量变化大，更容易出现失速和引起抢风。一次风机抢风，是指并联运行的两台一次风机，突然一台风机电流（流量）上升，另一台风机电流（流量）下降。此时，若关小大流量风机的调节风门试图平衡风量时，则会使另一台小流量风机跳至最大流量运行。在风量调整投自动时，风机的动叶或静叶频繁地开大、关小，严重时可能导致风机电机超电流而烧坏。

7月7日，中国华能集团有限公司主导研发的首台全国产火电机组励磁系统在华能九台电厂成功投运。

深入挖掘火电机组深度调峰能力、实现风光火储多能互补运行是应对规模化新能源并网消纳的重要手段。提出火电机组深度调峰和爬坡成本、污染物惩罚成本、储能系统运行成本及新能源弃电惩罚成本的计算方法，建立了考虑火电深度调峰的风光火储系统日前优化调度模型。分别以风光出力最大、净负荷波动最小和系统运行成本最低为优化目标，并设定火电机组的不同调峰深度，对含高比例新能源的风光火储系统在典型日的优化调度策略进行仿真计算。结果表明：所建立的模型能够满足不同优化目标下的风光火储优化调度策略计算；通过提升火电机组深度调峰能力，可有效降低新能源弃电率。

汽轮机阀门流量函数的合理设置是火电机组功率控制效果的重要保障。当汽轮机阀门流量函数与实际阀门流量特性存在不匹配时，将导致功率控制非线性问题加剧，从而造成实际机组的一次调频性能、功率控制稳定性下降，严重时会引起机组功率振荡乃至电网低频振荡。根据数据统计结果，2015~2017年湖南省内共发生9次火电机组功率振荡，其原因均与阀门流量函数设置有关。而在全国范围内，由阀门流量函数设置问题引起的火电机组功率振荡乃至电网低频振荡也不在少数。因此汽轮机阀门流量函数是影响火电机组功率振荡的重要因素。 目前，阀门流量特性及优化试验是确定阀门流量特性问题和优化阀门流量函数的主要技术手段。在实际应用中，该试验往往是在机组已经存在阀门流量函数设置问题并产生相应后果（如一次调频性能下降、功率振荡等）后展开的。这是一种“治已病而非治未病”的治理思路，无法实现阀门流量特性问题的主动防治。 针对现有技术手段存在的不足，设计并开发了汽轮机阀门流量特性在线监测优化系统，该系统能够实现阀门流量特性的在线监测和阀门流量函数的滚动优化，使机组始终避免出现由阀门流量特性引起的一次调频性能下降、功率振荡等问题，最终实现功率振荡问题的主动防治。

火电机组深度调峰是新能源消纳和用能结构优化的重要技术手段。以某600 MW亚临界燃煤机组为研究对象，分别进行15%和20%额定负荷长时间运行试验，通过参数分析研究了不同参数对火检波动的影响。进一步提出了基于滑动窗口内火检、汽包水位和炉膛负压的波动特性分析方法，实现了炉膛燃烧稳定性判断。试验结果表明，在等离子稳燃和燃煤热值20 kJ/g左右准格尔煤的前提下，2套磨煤机可保证15%~20%额定负荷的长期燃烧稳定性。此外，通过相关性分析得出煤量变化速率、煤量分布和一次风量是影响火检波动的主要因素。研究结果可为同类型机组长时间极限深度调峰提供参考。