燃气发电的发展及其对电网调峰和经济性影响研究

燃气发电的发展及其对电网调峰和经济性影响研究

陈萌 尹琪

济南港华燃气有限公司 , 山东 济南 277000

摘要：我国天然气电站的大规模开发面临着天然气来源、天然气价格和系统峰值设定等诸多制约因素。为了探索电厂的规模和结构,讨论规划原则和方法研究燃气发电，以最小化总这样的电源系统的总成本,并采取各种限制电力的需求平衡,能源供给和需求之间的平衡,如天然气和机构的建设和运营，包括燃气发电站的规模。在此基础上，考虑了燃气电站的发展、气源设置和调峰系统的平衡。提出了区域电网燃气发电站的推荐装机容量，并进行了经济分析。为区域电网燃气电站的发展规划提供参考。

关键词：燃气电站发展；电网调峰；燃气效益影响；

前言

中国大气污染形势依然严峻，碳排放总量限制了燃煤电厂的发展空间。天然气作为一种清洁、低碳的化石燃料，其发电的环境效益及其在能源格局中的重要作用越来越受到人们的重视。预计到2020年，天然气将占一次能源消费的10%以上，消费量将达到3600亿立方米，成为中国未来能源革命的重要引擎。随着天然气在我国一次能源消费中所占比重的不断提高，发展天然气发电变得越来越重要。天然气发电的未来是充满希望的。

一、我国燃气发电发展现状

1.我国燃气发电的发展历程

天然气发电在我国长期以来一直被忽视，因为资源限制发展缓慢。直到20世纪90年代，天然气发电才开始逐步发展，并变得越来越强大。根据它们的发展背景，它们可以分为三大类。第一类是广东:上世纪90年代，广东为了应对电力短缺，对部分燃油发电厂进行了投资。后来，由于燃料成本和环境保护的原因，这些发电厂在2000年以后改为天然气发电厂。第二类由长三角表示：自2004年10月西-东输电项目投产以来，为支持“西-东输电”建设，长三角新建了一批9f级大型天然气发电项目。北京第三类是:为了应对环境压力集中供暖区域和解决问题的能力,很多燃煤发电项目,已建成天然气自2000年以来,先后在北京与陕西省天然气来源,形成燃气发电中心。

2.存在问题的主要体现方面

（1）我国天然气对外依存度逐步提高，短期资源安全存在一定不确定性

中国拥有丰富的煤炭、石油和天然气等自然资源。目前，常规天然气探明储量低，人均储量更低。页岩气等非常规天然气储量丰富，但产量有限且较低，短期内其产量占比不会太高。天然气发电对生活条件的影响与制约之间的矛盾是天然气发电行业发展的根本因素。

（2）燃料成本偏高，严重影响燃机的市场竞争力和可持续发展能力

在天然气发电的总成本中，天然气占80%以上，约为传统燃煤电厂成本的两倍。由于燃气发电机组燃料成本高、上网电价高，地方政府采取了两期电价和直接财政补贴的渠道。燃气轮机装机容量的增加对价格构成了越来越大的压力。

（3）对发展天然气发电产业的重要性认识不足，缺乏科学统筹规划

天然气是中国向高效、低碳能源转型的重要途径。尤其是天然气冷热电联产有效使用煤气、电力和能源的重要手段,是改善区域环境质量的有效措施；管道网络建设与发电(供热)点建设的不兼容性和不充分性;天然气-电力连接政策没有得到具体业务政策的支持，而且往往被推迟。上网电价的定价机制缺乏实际成本，包括与环境保护有关的外部成本。天然气发电的峰值补偿机制尚不完善。

二、燃气发电原则

安全与经济协调的原则。满足电力系统功率平衡的要求。确保系统安全运行。确保整个气体生产、生产、运输和消费过程的节约要求。系统优化的工作原理。其目的是尽可能降低整个社区的总电力供应成本。满足了电力消费者购买能力的基本条件。在高峰负荷和工作面负荷方面，应充分利用燃气电站良好的峰调能力和经济竞争力的优势，研究未来燃气电站的规模和合理布局。在未来，天然气的勘探、开发和引进的速度将会加快，能源消费结构逐渐多样化。天然气发电的适度发展促进权力结构的优化和调整。逐步实现发电能源多元化。合理陈述的原则。在不同地区天然气发电厂的发展方向应该有所不同。在管道沿线和液化天然气接收区。为了促进天然气的有效利用，电力峰值和天然气峰值应充分协调。充分利用燃气电站运行灵活性和规模小的优势，减少中部地区的环境和土地利用限制。在偏远地区，天然气发电已达到一定规模，确保当地电力供应，促进经济和社会发展。开发适合当地条件的天然气热电联产项目。提高能源效率。减少环境污染和温室气体排放。

三、燃气电站发展案例分析

1.燃气电站建设规模

根据该省2011年底目前确定的中长期天然气供应，全省天然气发电量为3.8千瓦。假设非电力天然气需求的增长率与第11个五年期间的增长率一致，则计算出预期的生产时数(3500小时)。计划在2015年。到2020年，全省天然气发电装机容量分别为600万千瓦和300万千瓦。新产能将主要用于发电。计划在2015年。该省天然气发电装机容量为900万千瓦，到2020年应达到1300万千瓦。天然气的供应在很大程度上影响着未来天然气和电力的快速发展。

2.研究方法

根据区域电网的负荷特性、峰值负荷状态和各在建或已建机组。根据对区域网络负荷水平和负荷特征的预测，规划水平年。结合跨区域(省)运输的规模。其目的是将系统供电的总成本降至最低，并将需求限制在天然气和其他能源的供需平衡，以及系统的建设和维护。研究电力供应的规模和结构，包括燃气发电站的规模。在此基础上，一方面考虑了燃气电厂的前T型机组的发展情况，另一方面考虑了气源的使用情况和调峰系统的平衡情况。推广在区域网络内安装燃气发电站的建议功率和时间表。然后计算燃气发电站的上网电价，还对其他在线电价进行比较分析。

3．调峰平衡校验

燃气发电厂参与电网的运行。根据系统需求和生产经济的不同而有所不同。燃气电站不仅可以在工作面充电状态下运行，还可以承受一定的充电要求。它也可以在峰值位置工作，主要涉及负载峰值的调节。实际运行取决于区域供电结构、各机组生产成本和燃气电站峰值调节能力。该省的最大负荷通常在7月。以典型的夏季负荷日为基准，分析了系统调节峰值的能力。有效风电功率为已安装风电功率的0%。60%的装机容量:燃气电站主要为联合循环机组。它的镐调整能力是根据安装容量的60%来计算的。所以，建设一定规模的燃气发电站。有利于缓解省内电网的压力峰值。确保系统安全稳定运行。

4.经济性分析

天然气发电厂的上网电价是根据国家相关法规规定计算的。3000千瓦时燃气电站静态投资的内部收益率为8%。折旧年限为20年，生产时间为3500小时。天然气价格为2.8 元/m。耗电量0.21 m/kw·h。因此，燃气电站的回购价格为0.8 元/kw·h)远高于目前0.5元/kw·h左右的参考价格。天然气发电厂的发展必须考虑到电价的变化。可以采取补贴、税收、销售价格和排放税等多种综合措施，确保天然气供应商、天然气发电厂、电网和消费者的经济合理需求。

结束语

目前中国电网结构的特点是总装机容量稳步增长，与电网相连的清洁发电机组装机容量逐步增加。然而，这增加了峰值和网络低谷之间的差异，增加了调频的难度，增加了对灵活有效的能源来调节峰值的需求。鉴于我国燃气电站的发展，电力平衡、天然气和其他能源供需平衡、系统建设和维护等各项要求被认为是制约因素。在此基础上。考虑到燃气电站开发工作的进展情况、燃气源的使用情况和调峰系统的平衡情况，要着重区域燃气电站的装机容量和经济性的相关研究。

参考文献:

［1］中国能源研究会.中国能源发展报告2017.

［2］中国电力企业联合会.2017年全国电力统计基本数据.

［3］国家发展改革委.国家发展改革委关于理顺非居民用天然气价格的通知［J］.煤气与热力,2015,35(5):39-39.

［4］国务院办公厅.国务院办公厅印发《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》［J］.建设科技,2014,1(22):6-6.

［5］国务院.大气污染防治行动计划［J］.中国环保产业,2013,1(10):4-9.