燃機和火電機組配合可再生能源調峰運行經濟性比較
燃機和火電機組是一般電網的主要調峰方式,緊接上回各類型電源調峰技術經濟分析,此次,我們對燃機和火電機組配合可再生能源調峰運行的經濟性進行比較。如何比較?通過分析兩種方式全網的電站投資、能源消耗、年計
燃機和火電機組是一般電網的主要調峰方式,緊接上回各類型電源調峰技術經濟分析,此次,我們對燃機和火電機組配合可再生能源調峰運行的經濟性進行比較。
如何比較?
通過分析兩種方式全網的電站投資、能源消耗、年計算費用等多項經濟評價指標,比較方案的經濟性。其中,年計算費用主要由投資等年值和運行費用(包括固定、可變運行費用)組成。
一、調峰性能能耗水平
根據我們的計算分析,隨著出力率的下降,390MW級燃氣機組單位發電量的能耗上升速度明顯高于1000MW級燃煤機組,深度調峰時的單位能耗可達滿出力時的1.4倍。
圖1 1000MW級燃煤機組(290g/kWh)、390MW級燃氣機組(229g/kWh)典型能耗曲線(標煤)
二、兩類電源運行模擬的經濟費用
以華東某省為例,對全省全年電源運行模擬的經濟費用進行分析,結果如下:
(1)關于投資成本。隨著燃機占比的增加,由于燃機固定投資低于煤機,投資等年值以及固定運行費用逐步降低。
(2)關于年計算費用。隨著燃機占比的增加,盡管投資成本降低,但基于目前天然氣價格較高,可變運行費用逐步增加。綜合來看,在不同的運行方案下,年計算費用隨著燃機占比的增加均呈上升趨勢,新增1000萬千瓦燃機方案較1000萬千瓦煤機方案分別增加了約3.4%(運行方案A)和2%(運行方案B)。同時,計算結果表明,在相同的裝機方案下,火電優先調峰的經濟效益要優于燃機優先調峰,并且隨著燃機占比的增加,經濟上的優越性有提高的趨勢。
(3)關于系統能耗。若優先考慮燃機降出力調峰運行,燃機比例的增加使得在較低出力水平運行的燃機容量擴大,該方式下燃機能耗率較高,雖然火電實際出力率有所改善,但表現出系統整體發電耗能增加。在該運行方式下,隨著燃機占比的增加,系統發電耗能逐步上升,全部燃機方案較全部煤機方案系統發電耗能增加了約0.85%。
三、一次能源價格對調峰經濟效益的影響
考慮到未來天然氣以及電煤價格的不確定性,以華東某省為例計算天然氣以及電煤價格波動時,兩種運行方式下系統的經濟效益。
一次能源的價格主要影響系統的可變運行費用以及年計算費,考慮天然氣以及電煤價格由現價(天然氣價格以及電煤價格分別取3.3元/Nm3以及850元/噸標煤)按不同比例增長,比較年計算費用在兩種運行方案下的價格差異。具體計算結果見圖2。
圖2一次能源價格對經濟效益的影響
四、燃機年利用小時數對經濟效益的影響
整體而言,燃機的效率優于煤電機組,因此在系統發電量一定的前提下,燃機的年利用小時越高,越有利于降低系統發電耗能。同時天然氣價格因素導致系統可變運行費用以及年計算費用隨著燃機利用小時數的增加而提高。以華東某省為例進行計算分析,具體計算見圖3。
圖3 燃機年利用小時數對經濟效益的影響
五、結論
對于調峰容量充足的電網,優先煤機深度調峰更有利于整個系統運行的經濟性;發展天然氣發電并安排其降出力調峰是不經濟的,既增加系統能耗,又增加系統可變成本和總年費用;而發展天然氣熱電聯產并安排其帶基荷運行,則可提高能源利用效率,降低系統能耗,但系統仍需付出一定經濟成本。
而在調峰容量不足、在需要兩班制運行的系統中,宜優先安排天然氣發電啟停調峰更有利于全系統的運行經濟性。
責任編輯:lixin
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