[发明专利]混燃灵活调峰电源

说明书

本发明的名称是混燃灵活调峰电源，属于新能源、节省化石能源、减少温室气体排放、电力系统、锅炉等技术领域。要解决传统的灵活调峰成本高、容量不足以及弃风、弃光等问题。本发明是把现有燃煤发电、热电机组的锅炉加以混燃改造，混燃能够实现对系统负荷的调整，由此可应对风电、光电的随机性、不稳定性和反调峰特性，并以边际成本逼近边际收益为边界来提高风电光电占比。这将比投资抽水蓄能、燃油燃气等传统灵活调峰电源或储能设施、电锅炉等来提高风电光电占比要节省得多，显然若热网也被纳入系统则抑制弃风更有效。

技术领域

本说明书中的“燃电”特指电能转化为热能，“混燃”特指化石燃料转化为热能并和燃电同时进行。截至目前为止，燃煤发电、热电机组是在其锅炉内把化石燃料的化学能转化为蒸汽的热能，本发明涉及一种用于发电、热电机组的混燃锅炉，燃电的增减可以调整系统用电负荷，燃电燃煤的增减则可以调整系统的发电负荷，这会使系统形成灵活调峰能力，借此可平衡风电、光电等波动对系统带来的冲击。增加灵活调峰容量对提高风电、光电消纳能力至关重要，若热网中供热锅炉也进行混燃改造，则风电反调峰特性所引起的弃风将得到有效缓解。

背景技术

风力发电、光伏发电是实现风能、光能大规模开发利用的有效途径，也是我国能源和电力可持续发展战略的最现实选择。为了减少全系统发电不可再生能源的消耗，以及减少相应的温室气体和污染物排放，往往希望既有电网尽可能多地接纳风电、光电，使风电、光电全额上网成为电网调度的重要目标，但是，在一般运行条件下，增加风电、光电接入容量，风电、光电的波动将对电网造成冲击，系统发电成本也会上升。

对于以火电机组为主的电网，增加风电、光电接入的主要措施包括：增加燃油机组、燃气机组、抽水蓄能等灵活调度电源，建设储能设施，煤改电供热等，这些措施都需要额外增加投资。此外以适度弃风来应对风电的反调峰特性也是一种措施，但弃风会造成经济损失。通过利用混燃发电、热电机组来抑制上述措施的不足，对提高既有电网的风电、光电的接纳能力和降低全系统发电成本都具有重大意义。然而增加用电负荷规模、提高风电功率预测技术、协调需求响应、跨区电网建设、增加本地风电、光电消纳等措施，并不能替代混燃发电、热电机组对提高风电、光电消纳的作用。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题：

解决传统灵活调峰技术措施所存在的成本高、容量不足问题，以及解决弃风、弃光等问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案：

首先，对现有燃煤发电锅炉、燃煤热电锅炉、燃煤供热锅炉加以改造，使之成为混燃锅炉。其次，对于风电接入、光电接入、用电负荷等不同情况，实施燃电燃煤功率调整，以达到发电用电负荷的平衡。同时把热网等耗煤大户实施混燃改造，不仅可增加用电负荷规模，并且可缓解弃风所造成的损失。再次，以边际成本等于边际收益为边界来确定电网风电、光电的装机容量。

技术特征1

以燃煤锅炉为例。在发电、热电锅炉和热网供热锅炉的炉膛、烟道及其它有利于提高燃电效率和有利于锅炉正常运行的部位，安装电热转换装置，使之能够实现混燃，该电热转换装置工作时使锅炉成为系统的负载，并且锅炉还要安装负荷伺服系统。

技术特征2

风电、光电接入或向上波动，实为系统发电负荷的波动，如果相应增加燃电功率以及减少燃煤功率，则能够使系统用电发电负荷保持平衡。若风电、光电功率向下波动，则相应减少燃电功率及相应增加燃煤功率即可。

系统用电负荷增加时，燃电功率相应减少，燃煤功率相应增加，则系统用电发电负荷保持平衡。系统用电负荷减少时，系统相应增加燃电功率，相应减少燃煤功率即可。当系统用电负荷低谷时，热网尽可能的燃电，系统用电负荷增加，弃风得到缓解。

技术特征3

电网风电、光电的装机容量，以边际成本等于边际收益为边界来确定。