利用建筑物蓄热潜能参与电网深度调峰的辅助装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种利用建筑物蓄热潜能参与电网深度调峰的辅助装置，其特征在于：热电联产机组与供暖建筑之间通过调峰辅助装置相连，供暖建筑的采暖回水温度信号与调峰辅助装置连接，同时调峰辅助装置与电网调度中心连接，再与热电联产机组相连，电网调度中心对热电联产机组的发电出力和供热参数进行控制和调度。以解决目前热电联产机组装机容量增长过快与电网调峰之间的矛盾，同时也缓解因日益快速增加的建筑面积所带来的采暖负荷对电网调峰所产生的不利影响，其充分利用建筑物自身的蓄热能力来降低热电机组的供热量，由此降低热电联产机组的采暖负荷，从而降低机组的最低安全发电负荷，采用理论计算与实验相结合的方法挖掘热电联产机组的调峰性能，以提高对电网负荷调整的适应性。
【专利说明】利用建筑物蓄热潜能参与电网深度调峰的辅助装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种利用建筑物蓄热潜能参与电网深度调峰的辅助装置，属于建筑节能及热电联产机组参与调峰的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]中国是世界上最大的发展中国家，2010年的房屋建筑施工面积已高达7.08亿平方米是2000年的1.61亿平方米的4.4倍，此阶段年均施工面积也保持在3.82亿平方米之多。在经济高速发展的同时也消耗着大量的能源，我国的一次能源生产总量从2000年的13.5亿吨标准煤增长至2010年的29.69亿吨标准煤，增幅高达119.26%，年一次能源消耗量也由2000年的14.55亿吨标准煤增长至2010年的32.49亿吨标准煤，总量翻了一倍，增加了 123.29%。
[0003]在资源储量存在“多煤少气贫油”的能源背景下，我国的电力供应主要依赖于燃煤火力发电机组，2010年火电装机容量已占电网总装机容量的73.4%，大型纯凝式火电机组的发电效率在40%左右，相对而言能源利用率较低，同时还将产生较为严重的环境污染问题。针对此情况，具备发电和供热双重功能的热电联产机组，该类机组的效率要比纯凝汽式电机组要高20个百分点，目前已在具备条件的地区广泛推广。
[0004]我国的东北地区属于高寒地区同时也是重工业生产基地，热电联产机组在此地区能够充分发挥出自身优势，可为工矿企业提供工业抽汽，同时还可在冬季为建筑物提供采暖抽汽。截至到2010年，全国范围内的供热能力达到315717丽，比2005年的197976丽增长了 59.47%，高于同期全国的火电容量44.85%的增长速度。
[0005]热电联产机组因需提供工业抽汽并带采暖热负荷，使得热电联产机组需保持相对较高的发电负荷率，造成了机组参与电网调峰的能力下降。位于东北地区中部的吉林省，一大批容量220MW和350MW的大型热电联产机组相继投产服役，截至到2009年底，全省发电装机总容量为15983.7 MW，其中火电装机10441MW (其中热电联产机组7769.5 MW,占火电机组74.4%)，占总容量的65.32% ;水电装机3897.4 MW,占总装机的24.38%。
[0006]同时吉林省也作为农业大省，电网的负荷率相对偏低，在电网调峰方面,2009年冬季电网出现的最高负荷为690.6万千瓦，还不到火电机组容量的66.6%，最低负荷是314万千瓦，仅占火电装机容量的22%，电网用电负荷的峰谷差较大，特别是在夜间低谷期，全省平均负荷率非常低。以上情况使得省电网调度陷入困境，为了满足电网调峰要求，被迫采取部分热电联产机组限热调峰，甚至关停全部的风电机组。
[0007]在中国的东北地区，经济发展速度相对较慢，但仍保持着较高的电源建设速度，尤其需指出的是，所建设的火电机组中包含了较高比例的热电联产机组，这将进一步降低电网的调峰能力，恶化电网安全可靠性。
[0008]同期，吉林省的全年房屋建筑施工面积均保持在0.54亿平方米的水平，即每年由热电联产机组承担供暖任务的建筑面积也保持在0.54亿平方米的增长水平，势必进一步抬高热电联产机组的发电出力，必将继续加大电网的调峰难度。
【发明内容】
[0009]本实用新型的目的在于提供一种利用建筑物蓄热潜能参与电网深度调峰的辅助装置，以解决目前热电联产机组装机容量增长过快与电网调峰之间的矛盾，同时也缓解因日益快速增加的建筑面积所带来的采暖负荷对电网调峰所产生的不利影响，其充分利用建筑物自身的蓄热能力来降低热电机组的供热量，由此降低热电联产机组的采暖负荷，从而降低机组的最低安全发电负荷，采用理论计算与实验相结合的方法挖掘热电联产机组的调峰性能，以提高对电网负荷调整的适应性。
[0010]本实用新型的技术方案是这样实现的:利用建筑物蓄热潜能参与电网深度调峰的辅助装置，其特征在于:热电联产机组与供暖建筑之间通过调峰辅助装置相连，供暖建筑的采暖回水温度信号与调峰辅助装置连接，同时调峰辅助装置与电网调度中心连接，再与热电联产机组相连，电网调度中心对热电联产机组的发电出力和供热参数进行控制和调度。
[0011]本实用新型积极效果是利用热网配合电网低谷深度调峰适当降低热负荷运行，在电网调峰容量十分紧张情况下利用建筑物具有蓄热特点适当减少供热量，从而获得更加深度调峰容量空间协助电网度过低谷。在未进行设备改造和额外投资的情况下增加了热电联产机组参与电网的调峰能力，同时也降低了煤炭等化石燃料的消耗。利用建筑物具有蓄热功能，在保证居民供热质量的情况下，可短时适当减少机组对外供热量，提高机组调峰能力。还可通过“暖房子”等惠民工程完善建筑物外墙的保温措施，提高建筑物的蓄热能力，增加热电联产机组的调峰能力。还可结合热电联产机组自身的调峰特性，通过压低在不同采暖负荷下的机组安全运行负荷，进一步增加电网的调峰容量。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是常规热电联产机组为建筑物供暖的示意图。
[0013]图2是热电机组利用调峰辅助装置参与电网调峰的流程示意图。
[0014]图3是建筑物室内与外界的热量平衡示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型做进一步的描述:
[0016]如图1所示，常规的热电联产机组的采暖蒸汽往从中压缸中部或排汽口抽出，并借助热网加热器将蒸汽热量传递给热网系统，受热后的回水转变成供暖热水并送至建筑物内的散热器以提供热量。
[0017]如图2所示，利用建筑物蓄热潜能参与电网深度调峰的辅助装置，其特征在于:热电联产机组与供暖建筑之间通过调峰辅助装置相连，供暖建筑的采暖回水温度信号与调峰辅助装置连接，同时调峰辅助装置与电网调度中心连接，再与热电联产机组相连，电网调度中心对热电联产机组的发电出力和供热参数进行控制和调度。
[0018]通过建筑物自身具备一定的蓄热能力，在根据电网处于平谷期和波谷期时分别开启A通道提高供热量和B通道降低供热量来实现对采暖供热量的调整。当降低对建筑物的供热量时，热电联产机组最初供给的热量需经历一定的时间才能散失至外界，此时建筑物室内温度仍能维持在一个较高水平。如图2所示，在电网平峰运行期间提高机组供热量，将室内温度τ提高至25°C，电网低谷运行期间采取降低供热采暖抽汽量的控制方式将建筑物室内的供热量减少20%，此时热电联产机组的出力能够被压低以提高机组的调峰能?⑼?过电网调度中心进行负荷调，同时监控采暖回水温度以保证供热质量。
[0019]如图3所示，以一个含有四面墙体的孤立房间为例，房间的散热部分主要包括通过墙体与外界的换热量Qi和外部空气因房间漏气而进入室内所导致的热量损失Q2，同时供暖散热器为房间提供的放热量为Q3。
[0020]房间通过墙体与外界的换热量Qi将包括通过墙体的导热量、对外热负荷量和外墙所存在的对流换热量，房间与外界通过墙体与外界的总换热系数//可利用式(1)通过上述三部分所对应的导热热阻A、辐射热阻怂和对流换热热阻&求取，而总热阻^1/7。
[0021]
【权利要求】
1.利用建筑物蓄热潜能参与电网深度调峰的辅助装置，其特征在于:热电联产机组与供暖建筑之间通过调峰辅助装置相连，供暖建筑的采暖回水温度信号与调峰辅助装置连接，同时调峰辅助装置与电网调度中心连接，再与热电联产机组相连，电网调度中心对热电联产机组的发电出力和供热参数进行控制和调度。
【文档编号】H02J3/46GK203504203SQ201320631841
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】毕庆生, 田春光, 初立森, 李德鑫, 董添, 韩晓娟 申请人:吉林省电力科学研究院有限公司, 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院, 长春工程学院