基于数字孪生的燃煤供热电厂运行实时优化@中国·北京2024年9月29日浙江大学能源工程学院吴燕玲浙江大能源工程学院崴基于数字孪生的燃煤供厂运行实时优201|燃煤供热电厂的挑战与机遇02|基于数字孪生的燃煤供热电厂运行实时优化03|工程应用案例04|总结2提纲历史性超越：我国可再生能源装机总量超过煤电•2022年底，中国全口径发电装机容量达25.6亿千瓦，煤电装机11.2亿千瓦，可再生能源发电装机12.1亿千瓦，可再生能源装机总量历史性超越超过煤电装机。•《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》（发改运行〔2021〕1519号）：三改联动年份2020年2030年2060年总装机(亿干瓦)2236~4178~82煤电装机占比(%)49.131~364常规机组装机占比(%)76约59约23非化石能源装机占比(%)44.852~5988~89*中国能源转型展望,中国宏观经济研究院能源研究所,2023http://www.zju.edu.cn整体电力结构发展展望各类电源装机发展展望3面向双碳战略的新型能源体系能源管理数字化转型的必然：高比例可再生能源接入，能源系统的“源-网-荷-储”要素在“量-质-时-空”上的统筹优化配置，借助信息层实现能源系统的运行有序协同，实现系统实时优化调度与控制，提高能效并保障用能安全。新型能源体系多环节提升系统灵活性，流体类能源发挥重要弹性作用http://www.zju.edu.cn4挑战1：发电侧结构变化对燃煤供热电厂带来的转型需求•新能源装发电量攀升、需求侧用能波动性增大，火电机组年平均利用小时数逐渐下降，日内电负荷波动增大，富余电能转化为综合能源生产供应。•热能、压缩空气等非电能源具备削峰填谷灵活调节特性，实现热电机组更平稳运行。火电机组年平均利用小时数*火电机组综合能源生产供应*中国电力企业联合会|www.ceicdata.comhttp://www.zju.edu.cn5电负荷峰谷差总负荷峰谷差挑战1：发电侧结构变化对燃煤供热电厂带来的转型需求火电厂运行调度需要兼顾各机组的电负荷调度指令与多机组综合能源供应的系统整体协同优非电综合能源负荷多机组联合优化运行调度电负荷电网分机组统一调度http://www.zju.edu.cn6化，运行调度控制策略直接关系机组运行安全性和经济效益。2#机组1#机组4#机组3#机组•严格落实企业主体责任•加强灵活性改造安全管理•强化设备运行维护•科学调整检修模式•加强机组运行监测《深入推进国家能源局关于加强煤电机组灵•鼓励开展技术创新活性改造和深度调峰期间安全管理的通知》各地在推进煤电机组改造升级工作过程中，需统筹考虑煤电节能降耗改造、供热改造和灵活性改造制造，实现“三改”联动。同时，要合理安排机组改造时序，保证本地电力安全可靠供应。——发改运行〔2021〕1519号挑战2：灵活性改造和深度调峰对安全性提出更高要求《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》http://www.zju.edu.cn7挑战3：电力现货市场供需形势带来的竞争压力•全国已确定两批共14个地区作为电力现货市场试点，且目前已从局部试点逐步推广至全域运行•电力现货市场的推进使得火电机组灵活调控运行与经营效益优化成为行业共性需求•企业需要根据收入（电能量收益、辅助服务收益、容量电价、供热收益等）和运营成本（变成成本包括燃料、水电、蒸汽、水、环保等），在各种市场中优化分配有限的产品来获取最大收益广东省电力现货市场行情（2024.08.08）http://www.zju.edu.cn8如何基于天气、新能源出力、电负荷预测、热负荷预测，综合考虑供热、发电、调峰的成本和效益，制定厂内多机组负荷分配的实时优化策略？如何综合考虑火电厂内供热、发电、调峰运行模式的成本和效益，同时结合各台机组运行方式和运行特性，制定火电厂各台机组综合能源供应的实时优化运行调度策略？多机组多模式、多产品火电多机组综合能源生产供应系统的实时优化调度决策问题厂内多台机组的运行特性不同、约束多，如何找到最优负荷分配和每台机组运行策略？抽汽、低压缸光轴、高背压供热及电锅炉等多模式供热，如何定量分析和优化选择？http://www.zju.edu.cn9•空间复杂性工业互联网使得更大空间范围资源要素的的整体优化成为可能；•对象复杂性协同管控对象数量显著增加，“源网荷储”、多能流的统筹；•时间复杂性运行工况组合复杂...