燃機和火電機組配合可再生能源調(diào)峰運行經(jīng)濟性比較

　　燃機和火電機組是一般電網(wǎng)的主要調(diào)峰方式，緊接上回各類型電源調(diào)峰技術(shù)經(jīng)濟分析,此次，我們對燃機和火電機組配合可再生能源調(diào)峰運行的經(jīng)濟性進行比較。

　　如何比較?

　　通過分析兩種方式全網(wǎng)的電站投資、能源消耗、年計算費用等多項經(jīng)濟評價指標，比較方案的經(jīng)濟性。其中，年計算費用主要由投資等年值和運行費用(包括固定、可變運行費用)組成。

　　一、調(diào)峰性能能耗水平

　　根據(jù)我們的計算分析，隨著出力率的下降，390MW級燃氣機組單位發(fā)電量的能耗上升速度明顯高于1000MW級燃煤機組，深度調(diào)峰時的單位能耗可達滿出力時的1.4倍。

圖1 1000MW級燃煤機組(290g/kWh)、390MW級燃氣機組(229g/kWh)典型能耗曲線(標煤)

　　二、兩類電源運行模擬的經(jīng)濟費用

　　以華東某省為例，對全省全年電源運行模擬的經(jīng)濟費用進行分析，結(jié)果如下：

　　(1)關于投資成本。隨著燃機占比的增加，由于燃機固定投資低于煤機，投資等年值以及固定運行費用逐步降低。

　　(2)關于年計算費用。隨著燃機占比的增加，盡管投資成本降低，但基于目前天然氣價格較高，可變運行費用逐步增加。綜合來看，在不同的運行方案下，年計算費用隨著燃機占比的增加均呈上升趨勢，新增1000萬千瓦燃機方案較1000萬千瓦煤機方案分別增加了約3.4%(運行方案A)和2%(運行方案B)。同時，計算結(jié)果表明，在相同的裝機方案下，火電優(yōu)先調(diào)峰的經(jīng)濟效益要優(yōu)于燃機優(yōu)先調(diào)峰，并且隨著燃機占比的增加，經(jīng)濟上的優(yōu)越性有提高的趨勢。

　　(3)關于系統(tǒng)能耗。若優(yōu)先考慮燃機降出力調(diào)峰運行，燃機比例的增加使得在較低出力水平運行的燃機容量擴大，該方式下燃機能耗率較高，雖然火電實際出力率有所改善，但表現(xiàn)出系統(tǒng)整體發(fā)電耗能增加。在該運行方式下，隨著燃機占比的增加，系統(tǒng)發(fā)電耗能逐步上升，全部燃機方案較全部煤機方案系統(tǒng)發(fā)電耗能增加了約0.85%。

　　三、一次能源價格對調(diào)峰經(jīng)濟效益的影響

　　考慮到未來天然氣以及電煤價格的不確定性，以華東某省為例計算天然氣以及電煤價格波動時，兩種運行方式下系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。

　　一次能源的價格主要影響系統(tǒng)的可變運行費用以及年計算費，考慮天然氣以及電煤價格由現(xiàn)價(天然氣價格以及電煤價格分別取3.3元/Nm3以及850元/噸標煤)按不同比例增長，比較年計算費用在兩種運行方案下的價格差異。具體計算結(jié)果見圖2。

圖2一次能源價格對經(jīng)濟效益的影響

　　四、燃機年利用小時數(shù)對經(jīng)濟效益的影響

　　整體而言，燃機的效率優(yōu)于煤電機組，因此在系統(tǒng)發(fā)電量一定的前提下，燃機的年利用小時越高，越有利于降低系統(tǒng)發(fā)電耗能。同時天然氣價格因素導致系統(tǒng)可變運行費用以及年計算費用隨著燃機利用小時數(shù)的增加而提高。以華東某省為例進行計算分析，具體計算見圖3。

圖3 燃機年利用小時數(shù)對經(jīng)濟效益的影響

　　五、結(jié)論

　　對于調(diào)峰容量充足的電網(wǎng)，優(yōu)先煤機深度調(diào)峰更有利于整個系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性;發(fā)展天然氣發(fā)電并安排其降出力調(diào)峰是不經(jīng)濟的，既增加系統(tǒng)能耗，又增加系統(tǒng)可變成本和總年費用;而發(fā)展天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)并安排其帶基荷運行，則可提高能源利用效率，降低系統(tǒng)能耗，但系統(tǒng)仍需付出一定經(jīng)濟成本。

　　而在調(diào)峰容量不足、在需要兩班制運行的系統(tǒng)中，宜優(yōu)先安排天然氣發(fā)電啟停調(diào)峰更有利于全系統(tǒng)的運行經(jīng)濟性。