一种包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统及调度方法技术方案

本发明专利技术涉及一种包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统，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、耗热计量表及采集所述电能表检测的耗电数据及耗热计量表检测的采暖耗热数据获取调度控制信号、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的调度控制装置。本发明专利技术针对电力负荷非高峰时段的节能调度和低谷时段的节能调峰，对热电联产机组和纯凝汽式火电机组进行采暖供热负荷与电力出力最优分配与控制以减少总能耗，达到节能目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热电联产供能系统，尤其涉及一种包含热电联产机组和纯凝汽式火电 机组的系统及控制该系统的调度方法。
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。在电网负荷处于非高峰时段，电网需要调度纯凝汽式火电机组以较低发电出力运 行，以实现电网有功功率节能调度功能。在电网负荷处于低谷时段，电网需要调度纯凝汽式 火电机组以低负荷运行，以实现基本调峰辅助服务功能。上述两种情况都使得现行纯凝汽 式火电机组偏离低于额定设计工况运行，效率急剧下降，导致能源浪费。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。针 对一定的电网总负荷，在满足一定的采暖负荷的情况下，热电联产机组大于最小发电出力 的部分，该出力是多少才是节能的呢？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单独如何有效利用热电联产机组产出的电 能和热能的问题。而并未解决与纯凝汽式火电机组配合情况下如何控制热电联产机组应该 承担的采暖和发电出力为多少才能够节能的问题。现有技术中没有对热电联产机组和纯凝汽式火电机组进行联合调度控制的系统 及方法，使得单独运行的热电联产机组和纯凝汽式火电机组不可避免的浪费能源。
技术实现思路
本专利技术的目的是建立一种包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统及调度 方法，使得该系统在涉及电力负荷非高峰时段节能调度和低谷时段节能调峰时，对热电联 产机组和纯凝汽式火电机组进行最优电力负荷和采暖供热负荷分配与控制，以满足终端用6户的采暖供热量和非采暖用电量的需求，并减少总能耗达到节能目的。本专利技术的目的之一是提供一种包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统， 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，所述空调器热 泵可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而产生采暖热能；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检测 非采暖电力消费的耗电数据；通过供热管道与所述热电联产机组相连接的散热器，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；用于获得所述散热器的采暖 耗热数据的耗热计量表；及采集所述电能表检测的耗电数据及耗热计量表检测的采暖耗热 数据获取调度控制信号、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 器运行的调度控制装置。本专利技术的目的之一是提供一种用于控制包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组 的系统的调度方法，其包括由热电联产机组产出采暖热能和电能、纯凝汽式火电机组产出电能；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 给终端用户的散热器进行采暖，热电联产机组产生的电能与纯凝汽式火电机组产出的电能 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所述的总的采暖供热负荷和非采暖电力负荷，并获取在终 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所述的调度控制信号传递给热电联产机组，调节热电联产机组的燃料输入，进而控制热电联产机组的发电出 力和采暖供热出力；纯凝汽式火电机组，调节纯凝汽式火电机组的燃料输入，进而控制纯凝汽式火电 机组的发电出力；空调器热泵，开启其对应的部分用户的空调器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与纯凝汽式火电机 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，使得涉及电力负荷非高峰时段节能调度和低谷时段节能调峰时，该调度控制装置可根据终端用户的负荷能耗的需求调节热电联产机组的燃料消耗量、发电出力和采 暖供热出力、纯凝汽式火电机组的燃料消耗量及发电出力、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，实现电网与热网的综合节能调度与调峰。 并有效减少热电联产机组与纯凝汽式火电机组的总能源消耗，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。采用本专利技术所述的调度方法能够针对所述热电联产机组的发电出力和采暖出力、 纯凝汽式火电机组发电出力、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 热器的采暖供热量进行最优化调度控制，将有效减少热电联产机组与纯凝汽式火电机组的 总能源消耗。从而避免浪费燃料资源、达到节能目的。采用本专利技术所述的包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统及调度方法建 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出力和发电出力的运行工况图；图2是符合本专利技术的包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统的结构框图；图3是包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统的连接示意图；图4是图3所示的包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统中的电能表的电 路示意图；图5是包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统的调度控制装置的结构框 图；图6是图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统，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），所述空调器热泵可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而产生采暖热能；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检测非采暖电力消费的耗电数据；通过供热管道与所述热电联产机组相连接的散热器（１１０），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；用于获得所述散热器的采暖耗热数据的耗热计量表（１１１）；及采集所述电能表检测的耗电数据及耗热计量表检测的采暖耗热数据以获取调度控制信号、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的调度控制装置（１００）。

【技术特征摘要】
一种包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统，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)，所述空调器热泵可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而产生采暖热能；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检测非采暖电力消费的耗电数据；通过供热管道与所述热电联产机组相连接的散热器(110)，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；用于获得所述散热器的采暖耗热数据的耗热计量表(111)；及采集所述电能表检测的耗电数据及耗热计量表检测的采暖耗热数据以获取调度控制信号、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的调度控制装置(100)。2.根据权利要求1所述的包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统，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)，用于获取最优的热电联产机组的燃料消耗量、发电出力 和采暖供热出力、纯凝汽式火电机组的燃料消耗量及发电出力、终端用户的空调器热泵的 采暖电力消耗量、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所述的包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统，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)；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所述的包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统，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采暖耗热数据，并将该耗电数据和采 暖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所述的包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统，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所述的包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的系统，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所述的包含热电联产机组和纯凝汽式火电机组的...

【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]