基于电锅炉的热电厂消纳弃风方案研究

最近几十年,随着世界经济的高速发展,化石燃料的大量消耗造成了严重的环境污染,并致其储量急速下降。为此,各国政府都在积极开发新型可再生清洁能源,作为清洁能源的杰出代表,风力发电得到了迅猛的发展。然而近些年,随着风电并网比例的不断增大,我国弃风问题愈发严重,且在北方地区冬季供暖期的夜间尤为突出。 为了解决弃风问题,本文结合我国电力系统的特点,对基于电锅炉的热电厂消纳弃风方案及其国民经济性进行了研究。首先,阐述了我国北方地区弃风现象产生的机理,并借鉴国内外已有的研究成果和实践经验,分析了几种解决我国弃风问题的可行方法,在此基础上提出了通过在热电厂中加装电锅炉来消纳过剩风电的方案。该方案的本质是在风电弃风时段,利用弃风电力替代热电机组进行供电和供热,因此可降低整个系统的耗煤量,具有明显的短期节煤效益。其次,由于投资成本的存在,为评价方案的国民经济性,建立了以经济净现值为核心评价指标的评价模型。模型充分考虑了电锅炉安装容量、弃风情况、煤价上涨等各类因素。模型的分析结果表明,只要电锅炉的实际年平均利用小时数大于理论最小年平均利用小时数,实施该方案即具有国民经济可行性。进一步,给出了根据电网弃风情况确定电锅炉最优安装容量的计算方法。 最后,以当前我国“三北”地区电网真实的数据为基础,利用该模型对方案实施的国民经济性进行了分析。结果表明,在目前我国“三北”地区各弃风较为严重的电网中,均具有实施该方案的国民经济可行性,但由于各电网弃风情况不同,最优安装容量会有所不同。对弃风非常严重的蒙西电网,实施该方案将具有巨大的节煤效果和经济效益,保守估计经济内部收益率可达到20%以上。