一种热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机调峰的系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机调峰的系统，其包括：热电联产机组、纯凝汽式火电机组、空调器热泵、电能表、散热器、耗热计量表及调度控制装置。其中，由所述电能表检测耗电数据、由耗热计量表检测采暖耗热数据，再由所述调度控制装置采集所述耗电数据及采暖耗热数据、及纯凝汽式火电机组开停机一次的全部能耗，进而生成调度控制信号，该调度控制装置将调度控制信号发送至所述热电联产机组、纯凝汽式火电机组、空调器热泵及散热器，并控制所述热电联产机组、纯凝汽式火电机组、空调器热泵及散热器运行。本发明专利技术能有效避免纯凝汽式火电机组开停机调峰、从而减少因此造成的燃料损失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热电联产供能系统，尤其涉及一种热电联产机组配合纯凝汽式火电机 组避免开停机调峰的系统与方法。
技术介绍
现有的电网中包括两种发电模式一种是单独由热电联产机组发电出力提供电 能，另一种是单独由纯凝汽式火电机组发电出力提供电能。这两种发电机组各自独立运行。 其中热电联产机组为终端用户供应电能的同时提供采暖热能。而纯凝汽式火电机组只能提 供给终端用户电能，热能则需要靠另外的热能厂来供应。热电联产机组运行的物理状态受到“以热定电”的运行工况图限制。即在 一定供热量情况下，存在最小发电量和最大发电量限制。如图1表示的是型号为 C12-3. 43/0. 490 (D56)的汽轮机热电联产机组供热和发电出力的运行工况图。对应每一个 采暖抽气量Q的物理状态，允许热电联产机组有最小发电出力Pmin和最大发电出力Pmax。而 当电网内热电联产机组最小发电出力总和已经满足电力负荷需求时候，电网需要调度纯凝 汽式火电机组停机，以实现调峰。上述情况下纯凝汽式火电机组在24小时内会启停机一次，实现运行和停机两种 班制的模式，即“两班制调峰”。目的是应对24小时，电力负荷的高低变化。现存的问题是， 纯凝汽式火电机组每启停机一次，会造成额外的大量一次能源损失。尤其当电网负荷低谷时段，会导致电网内的纯凝汽式火电机组被迫停机调峰。由 于现有电网电力负荷低谷与高峰之间的时间跨度小，电力负荷峰谷数量差异大。当电网电 力负荷增加时，纯凝汽式火电机组往往又需要在短时间内重新开机，即从停机状态转换到 开机状态应对电网负荷调峰需求。由此造成能源浪费。公告号为CN1259834C的中国专利技术专利揭示了一种双源供暖空调系统及利用该系 统采暖供热/供冷的方法。该专利仅仅解决了将热电联产生产的电能与采暖热能充分利用 的问题。公告号为CN100580327C的中国专利技术专利揭示了一种热电联产供能方法及系统。 该专利将居民采暖用户划分为空调器热泵采暖和散热器供暖用户，由热电联产机组单独向 上述采暖用户分别提供电能和采暖热能供其冬季采暖需要，以提高能源利用。由此可见，上述两件专利都只是解决了如何单独有效利用热电联产机组产出的电 能和热能的问题。而并未解决如何避免纯凝汽式火电机组停机调峰的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机调峰 的系统及方法，从而避免凝汽式火电机组被迫开停机调峰(也称“两班制调峰”)，实现节 能。本专利技术的目的之一是提供一种热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机 调峰的系统，其包括用于产出电能和采暖热能的热电联产机组；用于产出电能的纯凝汽 式火电机组；通过输电线路与所述热电联产机组与纯凝汽式火电机组并联的空调器热泵， 并由所述热电联产机组和纯凝汽式火电机组产生的电能驱动所述空调器热泵产生采暖热 能；电能表，包括与所述空调器热泵相耦合的第一电能表、及与终端用户的其他电器耦合的 第二电能表，所述第一电能表用于检测所述空调器热泵采暖的耗电数据，所述第二电能表 用于获得非采暖电力消耗的耗电数据；通过供热管道与所述热电联产机组相连接的散热 器，该散热器由所述热电联产机组加热的水或蒸汽流入所述散热器中产生采暖热能；用于 检测所述散热器的采暖耗热数据的耗热计量表；及调度控制装置；其中，由所述电能表检 测耗电数据、由耗热计量表检测采暖耗热数据，再由所述调度控制装置采集所述耗电数据 及采暖耗热数据、及纯凝汽式火电机组开停机一次的全部能耗，进而生成调度控制信号，该 调度控制装置将调度控制信号发送至所述热电联产机组、纯凝汽式火电机组、空调器热泵 及散热器，并控制所述热电联产机组、纯凝汽式火电机组、空调器热泵及散热器运行。本专利技术的目的之一是提供一种热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机 调峰的方法，其包括由热电联产机组产出采暖热能和电能；在终端用户仅采用散热器进行采暖供热的模式下，热电联产机组产出的热能提供 给所述终端用户的散热器进行采暖，所述的热电联产机组产生的电能全部提供给终端用户 的非采暖电力负荷，通过耗热计量表检测的采暖耗热数据获得总的采暖供热负荷，通过电 能表检测的耗电数据获得总的非采暖电力负荷；所述调度控制装置采集获得的总的采暖供热负荷和非采暖电力负荷、及纯凝汽式 火电机组开停机一次的全部能耗，获取在电力负荷低谷时期终端用户采用散热器采暖供热 和空调器热泵采暖供热的并行模式下的调度控制信号，其中，在该并行模式下，所述热电联 产机组产出的热能提供给终端用户的散热器进行采暖，所述热电联产机组产出的电能与纯 凝汽式火电机组产出的电能的一部分提供给终端用户的非采暖电力负荷，另一部分提供给 终端用户的空调器热泵进行采暖；所述调度控制装置再将生成的调度控制信号传递给纯凝汽式火电机组，调节纯凝汽式火电机组的燃料消耗量，进而控制纯凝汽式火 电机组避免停机调峰的发电出力；热电联产机组，调节热电联产机组的燃料消耗量，进而控制热电联产机组配合纯 凝汽式火电机组的发电出力和采暖供热出力；空调器热泵，开启其对应的部分用户的空调单元的热泵的采暖控制开关，使用热 电联产机组和纯凝汽式火电机组产生的电能驱动空调器热泵提供采暖；及散热器，开启其对应的部分终端用户的散热器开关阀门，使得热电联产机组产生 的采暖热水或蒸汽通过采暖供热管道流入散热器产生采暖热能。本专利技术的有益效果在于本专利技术所述的系统采用热电联产机组和纯凝汽式火电机 组联合产出发电出力提供电能给终端用户。其中一部分发电出力提供给部分终端用户的空 调器热泵以满足采暖用电需求，其另一部分发电出力则提供给终端用户的其他电器以满足 非采暖电力需求。另外，热电联产机组产出的热能提供给部分终端用户的散热器。本专利技术所述的系统还设有能将本来独立运行的凝汽式火电机组和热电联合机组联合控制调度的 调度控制装置，使得在电力负荷低谷时间段，该系统可根据终端负荷能耗的需求控制纯凝 汽式火电机组不停机的最优燃料消耗量和发电出力、热电联产机组配合所述纯凝汽式火电 机组的最优的燃料消耗量、发电出力和采暖供热出力、终端用户的空调器热泵采暖的电力 消耗量、及终端用户的散热器的采暖供热量。避免了凝汽式火电机组被迫开停机调峰(也 称“两班制调峰”)、减少了开停机的损失。从而避免浪费燃料资源、达到节能目的。本专利技术所述的调度方法能将本来独立运行的凝汽式火电机组和热电联合机组联 合调度。并且本专利技术所述的方法能够控制纯凝汽式火电机组不停机的最优燃料消耗量和发 电出力、热电联产机组配合所述纯凝汽式火电机组的燃料消耗量、发电出力和采暖供热出 力、终端用户的空调器热泵采暖的电力消耗量、及终端用户的散热器的采暖供热量，从而避 免凝汽式火电机组被迫开停机调峰(也称“两班制调峰”)，实现节能目的。采用本专利技术所述的热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机调峰的系统 及方法建立城市综合供电网与供热网，可将热电联产机组和纯凝汽式火电机组所提供的采 暖与电力供给实现综合调度，从而达到节能减排的目的。附图说明图1是现有技术中的一种热电联产机组采暖供热和发电出力的运行工况图；图2是符合本专利技术的热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机调峰的系 统的结构框图；图3是热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机调峰的系统的连接示意 图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机调峰的系统，其特征在于：所述的系统包括：用于产出电能和采暖热能的热电联产机组（Ａ）；用于产出电能的纯凝汽式火电机组（Ｂ）；通过输电线路与所述热电联产机组与纯凝汽式火电机组并联的空调器热泵（１０８），并由所述热电联产机组和纯凝汽式火电机组产生的电能驱动所述空调器热泵产生采暖热能；电能表（１０９），包括与所述空调器热泵相耦合的第一电能表（１１６）、及与终端用户的其他电器耦合的第二电能表（１１７），所述第一电能表用于检测所述空调器热泵采暖的耗电数据，所述第二电能表用于获得非采暖电力消耗的耗电数据；通过供热管道与所述热电联产机组相连接的散热器（１１０），该散热器由所述热电联产机组加热的水或蒸汽流入所述散热器中产生采暖热能；用于检测所述散热器的采暖耗热数据的耗热计量表（１１１）；及调度控制装置（１００）；其中，由所述电能表检测耗电数据、由耗热计量表检测采暖耗热数据，再由所述调度控制装置采集所述耗电数据及采暖耗热数据、及纯凝汽式火电机组开停机一次的全部能耗，生成调度控制信号，所述调度控制装置将调度控制信号发送至所述热电联产机组、纯凝汽式火电机组、空调器热泵及散热器，并控制所述热电联产机组、纯凝汽式火电机组、空调器热泵及散热器运行。...

【技术特征摘要】
一种热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机调峰的系统，其特征在于所述的系统包括用于产出电能和采暖热能的热电联产机组(A)；用于产出电能的纯凝汽式火电机组(B)；通过输电线路与所述热电联产机组与纯凝汽式火电机组并联的空调器热泵(108)，并由所述热电联产机组和纯凝汽式火电机组产生的电能驱动所述空调器热泵产生采暖热能；电能表(109)，包括与所述空调器热泵相耦合的第一电能表(116)、及与终端用户的其他电器耦合的第二电能表(117)，所述第一电能表用于检测所述空调器热泵采暖的耗电数据，所述第二电能表用于获得非采暖电力消耗的耗电数据；通过供热管道与所述热电联产机组相连接的散热器(110)，该散热器由所述热电联产机组加热的水或蒸汽流入所述散热器中产生采暖热能；用于检测所述散热器的采暖耗热数据的耗热计量表(111)；及调度控制装置(100)；其中，由所述电能表检测耗电数据、由耗热计量表检测采暖耗热数据，再由所述调度控制装置采集所述耗电数据及采暖耗热数据、及纯凝汽式火电机组开停机一次的全部能耗，生成调度控制信号，所述调度控制装置将调度控制信号发送至所述热电联产机组、纯凝汽式火电机组、空调器热泵及散热器，并控制所述热电联产机组、纯凝汽式火电机组、空调器热泵及散热器运行。2.根据权利要求1所述的热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机调峰的系 统，其特征在于所述调度控制装置包括调度控制信号生成单元(115)，用于获取在电力负荷低谷时间段，控制纯凝汽式火电机 组不停机的燃料消耗量和最优发电出力、热电联产机组配合所述纯凝汽式火电机组的燃料 消耗量、发电出力和采暖供热出力、终端用户的空调器热泵采暖的电力消耗量、及终端用户 的散热器的采暖供热量的调度控制信号；调度控制信号通讯单元(112、113)，与所述调度控制信号生成单元连接，用于传输所述 调度控制信号；及调度控制信号执行单元(118)，包括热电联产机组执行装置(119)、纯凝汽式火电机组 执行装置(120)、空调器热泵的开关执行装置(121)及散热器的开关执行装置(122)，所述 调度控制信号执行单元根据获得的调度控制信号控制其连接的调度对象的动作，其中所述 调度对象包括由热电联产机组执行装置控制的热电联产机组的燃料输入、采暖供热出力 及发电出力；由纯凝汽式火电机组执行装置控制的纯凝汽式火电机组的燃料输入和发电出 力；由空调器热泵的开关执行装置控制的终端用户处的空调器热泵的开关；及由散热器的 开关执行装置控制的终端用户处的散热器的开关阀门。3.如权利要求2所述的热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机调峰的系统， 其特征在于所述调度控制信号生成单元包括采集所述耗电数据和采暖耗热数据的数据接收单元(201)； 将耗电数据和采暖耗热数据进行解码的数据解码器单元(202)； 对所述解码后的耗电数据和采暖耗热数据进行存储的数据存储器单元(203)；2生成调度控制信号的调度控制信号计算单元(204)；将所述调度控制信号进行编码的信号转换编码器(205)；及将编码后的调度控制信号传递给热电联产机组、纯凝汽式火电机组、空调器热泵及散 热器的信号收发单元(206)。4.如权利要求2所述的热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机调峰的系统 其特征在于所述调度控制信号通讯单元包括远程抄表装置(112)及输电线路(113)，所述 远程抄表装置分别与所述的第一电能表和耗热计量表相连接，用于接收和处理所述第一电 能表检测的空调器热泵的耗电数据和耗热计量表检测的散热器的耗热数据，并将该耗电数 据和耗热数据传输至所述调度控制信号生成单元，所述远程抄表装置将调度控制信号生成 单元生成的调度控制信号发送给空调器热泵的开关执行装置及散热器的开关执行装置；所 述输电线路连接所述调度控制信号生成单元与热电联产机组执行装置及纯凝汽式火电机 组执行装置，所述输电线路将调度控制信号发送给热电联产机组执行装置及纯凝汽式火电 机组执行装置。5.如权利要求2所述的热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机调峰的系统， 其特征在于所述热电联产机组执行装置包括调度控制信号收发编码存储器(302)、驱动 电路(303)及机械齿轮控制装置(304)，所述调度控制信号经调度控制信号收发编码存储 器解码以后生成热电联产机组调度控制指令，经过驱动电路输出的电力拖动信号触发机械 齿轮控制装置，机械齿轮控制装置再控制热电联产机组的输入蒸汽量阀门动作、采暖供热 出力抽汽量阀门动作及发电蒸汽量阀门动作。6.如权利要求2所述的热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停机调峰的系统， 其特征在于所述纯凝汽式火电机组执行装置包括调度控制信号收发编码存储器(402)、 驱动电路(403)及机械齿轮控制装置(404)，所述调度控制信号经调度控制信号收发编码 存储器解码以后生成纯凝汽式火电机组调度控制指令，经过驱动电路输出的电力拖动信号 触发机械齿轮控制装置，机械齿轮控制装置再控制纯凝汽式火电机组的输入蒸汽量阀门动 作。7.一种用于控制如权利要求1所述的热电联产机组配合纯凝汽式火电机组避免开停 机调峰的方法，其特征在于所述的方法包括由热电联产机组产出采暖热能和电能；在终端用户仅采用散热器进行采暖供热的模式下，热电联产机组产出的热能提供给所 述终端用户的散热器进行采暖，所述的热电联产机组产生的电能全部提供给终端用户的非 采暖电力消耗，通过耗热计量...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙虹毓，吴锴，赵媛，陈曦，马建伟，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]