河南电网建设燃气电厂的必要性研究

韩军锋,燕妮

(河南省电力勘测设计院，河南 郑州 450007)

河南电网建设燃气电厂的必要性研究

韩军锋,燕妮

(河南省电力勘测设计院，河南 郑州 450007)

考虑当前社会发展对电力与供热的需求，本文通过对河南电网现状及电网调峰现状的分析，结合燃气-蒸汽联合循环热电联产项目的特点与优势，以“西气东输”工程管线沿经河南某地市为例，探讨了此类项目所涉及的主机选择及接入系统电压等级问题，并总结出河南电网建设燃气电厂的必要性。

燃气电厂；电网调峰；燃气-蒸汽联合循环；必要性

1 引言

河南电网目前电源结构以火电为主，火电装机容量约占全省总装机容量92%，水电装机有限。河南电网电力需求增长迅速，从电源结构上看，应积极利用新的能源形式，优化河南电网的电源结构。

天燃气是一种清洁能源，其在燃烧过程中几乎不没有烟尘、二氧化碳等排放，具有显著的环保效益与经济效益[1]。利用天燃气发电不仅可改善电网的电源结构，减少煤炭消耗及煤炭运输费用，还可利用燃气机组自身可迅速启停、自动化程度高的先进技术特点提高电网的调峰能力。尤其，“西气东输”工程不断推进建设，沿经省市应充分利用其地域优势及资源优势，适时开展燃气利用相关的工程项目。

2 河南电网概况

河南省位于华中电网的北部，是华中电网的重要组成部分和火电基地。全省面积16.7万平方公里，2010年末人口1.01亿人，2011年全省生产总值达到27000亿元，比2010年增长11.7%。

河南电网目前以火力发电为主，水力发电为辅。截至2011年底，河南省电厂总装机容量约为5300万千瓦，年发电量约2600亿千瓦时；其中，火电装机容量约4900万千瓦，年发电量2500亿千瓦时；水电装机容量395万千瓦，年发电量约98亿千瓦时；火电装机容量和发电量占全省的比例高达92.5%和96.2%。根据统计，2011年河南电网净吸收外区电量60.8亿千瓦时。

2011年河南电网500kV主网架地位进一步确立， 220kV电网开环9个区域分片运行。

3 河南电网调峰现状

2000年以来，随着河南省网用电形势和用电结构发生根本变化，电网发电能力不足的问题有所缓解，统调用电量、统调最大负荷呈逐年快速增长的态势，河南省网用电峰谷差逐年增大，且峰谷差的季节性差别越来越小。

目前河南省电网调峰运行是统调火电机组和地方小火电机组均参与调峰运行，地方小火电机组调峰运行按照70%控制，统调电厂调峰运行基本按照50%控制，100～600MW机组均参与调峰运行，其最大调峰调峰能力基本均可达到50%左右。100～135MW 机组可以配合检修或临检进行启停调峰，但是小机组启停调峰运行方式较少。

根据节能发电调度的宗旨，三门峡、小浪底运行均以不弃水为原则，因此三门峡、小浪底水电站夏季调峰的能力较小，夏季丰水季节夜间谷荷时经常满发，则加大了火电机组调峰的力度。

4 燃气电厂主机选择

燃气-蒸汽联合循环供热机组燃气初温可达1300℃～1400℃时，单循环净热效率可达37%～39%，纯凝燃气-蒸汽联合循环热效率可达58%～60%；而纯凝亚临界燃煤机组热效率约为37%～39%；纯凝超临界燃煤机组的热效率约为43%～44%。纯凝超临界机组的热效率比纯凝超临界机组的高1%～2%左右。由此可见，在负荷和发电量相同的情况下，纯凝燃气-蒸汽联合循环机组热效率比燃煤超临界机组高约15%～16%，在供热热负荷一定时，热效率差值基本上同纯凝，能源利用率更高。因此，此类项目宜采用供热效率较高、调峰能力较强的燃气-蒸汽联合循环供热机组[2-3]。

5 接入系统电压等级

考虑远期承接特高压输送电力，根据河南省当前实际发展情况，各供电区220kV电网在“十二五”后期及“十三五”期间均存在一定电力缺口，燃气电厂2×300等级机组宜以220kV电压等级接入系统，其所发电力可在项目所属供电区220kV电网或所属分区(豫北、豫中、豫南)电网中消纳。

6 燃气电厂建设的必要性

以河南某地市拟建2×300等级燃气-蒸汽联合循环热电厂为例，从不同角度分析，总结出河南省引入此类燃气电厂建设的必要性。

(11)女人的鞋是双布鞋，有点残破，那红色，搁久了的血，都变成褐色了。孩子穿的呢，反到很光鲜，就像她把好的全给了他。(李碧华《霸王别姬》)

6.1 满足负荷增长需求，优化电源结构

河南电网整体及各分区远期均存在较大电力缺额，需新增装机以满足负荷增长需求，建设燃气-蒸汽联合循环机组，在满足城市发展对热源需求的同时，可弥补建设地电力缺口，满足用电负荷增长的需求。

“十二五”期间，国家明确提出：合理控制能源消费总量，调整能源消费结构，增加非化石能源消费比重。河南电网以燃煤火电机组为主，水电资源缺乏。河南电源结构比较单一，调整及优化电源结构已迫在眉睫。燃气电厂的建设及投运有利于河南电网电源结构的调整与优化。

6.2 有利于电网调峰

燃气-蒸汽联合循环热电厂在电力系统中通常可定位为供热调峰电厂，可在满足周边稳定热负荷需求的前提下，其所发电力积极参与电网调峰。

燃气机组具有技术先进、热效率高，启动速度快、自动化程度高的优点，因此能够快速跟踪负荷，提高电网供电可靠性，在电网中承担调峰任务，同时也可承担电网的紧急事故备用容量，具有较大的旋转备用和紧急事故备用容量效益。燃气电厂在改善河南电网调峰状况的同时，可提高系统火电机组的发电效率。

燃气电厂的建设对丰富电厂资源和优化电源结构以及提高电网运行水平具有重要作用。燃气电厂的投运，将对电厂所在地区电网起到较强的支撑作用，并在满足地区供电负荷增长需求的同时，改善河南电网调峰状况，降低火电机组深度调峰运行程度，从而提高了系统火电机组的出力，减少了系统火电机组低出力运行的时间，提高了系统火电机组的发电效率，对于提高所在地区电网的供电可靠性及电能质量发挥重要作用。

6.3 有利于实现城市集中供热

城市集中供热是城市的重要基础设施，是节约能源、减少环境污染的重要措施之一。目前河南省多数地市无热电厂供热，以分散锅炉取热的方式已不能适应当前发展的需求，因此制定科学的供热规划并按规划组织实施是促进城市供热健康发展的有效手段。早在1955年，建设部、国家计委就下发了“关于加强城市供热规划管理工作的通知”，要求城市供热依据城市总体规划和相关标准作出规划。引入燃气-蒸汽联合循环热电联产项目有利于推进项目所在地市的集中供热事业发展，整合城市供热资源，完善城市功能，适应城市发展需要，提高人民生活质量，满足工业生产和民用采暖的用热需求，实现集中供热对城市和谐发展起重要作用。

6.4 有利于输气管网调峰

因各类用户耗用天然气存在不均匀性，使管网输气不连续性和不均衡性问题在西气东输工程中较为突出。管道用气量全年呈现冬季为用气高峰、夏季为用气低谷的态势。

燃气-蒸汽联合循环机组运行以电网调峰为主，夏季电网调峰需求大于冬季电网调峰需求，夏季典型日调峰需求高于冬季典型日调峰需求，燃机用气量呈现为夏大冬小的态势，因此燃气电厂在参与电网调峰的同时可积极参与管网调峰，夏季积极参与电网调峰，冬季采暖期，将气量主要供给民用采暖用气。根据燃气电厂在电网运行及管道传输中的地位及作用，燃气-蒸汽联合循环热电厂可在全年中进行季节及日间电网调峰和管网调峰。

6.5 符合国家能源政策，有利于环境保护

天然气在燃烧过程中二氧化碳排放量远小于石油与煤，几乎没有烟尘、二氧化硫等排放，是一种具有较好发展前景的清洁优质能源。天然气发电工程的建设具有节能、节水、节地、环境影响小的特点，社会效益和经济效益良好，符合国家的能源政策和环保政策。

河南省作为西气东输管网建设的重要部分，适时建设燃气电厂可作为西气东输管网的初期稳定用户，能够支撑天然气需求，有助于天燃气配送网络的建设，有利于促进西部资源优势向经济优势的转化，支持国家西部大开发的战略实施。

7 结论

积极利用“西气东输”工程的资源优势，充分发挥天燃气发电的显著效益，适时开展燃气热电联产项目建设，对优化河南电网电源结构、提高电网调峰能力、推进城市集中供热、促进节能减排工作都有十分重要的现实意义。因此，河南省积极开展燃气电厂建设是必要的，尤其在“西气东输”管线沿经地市开展燃气热电联产项目是十分必要且可行的。

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[3] 吴集迎，章少剑，曹文胜.厦门东部燃气电厂LNG热电冷联产系统节能方案研究[J].福州大学学报(自然科学版)，2008，36(3)：369-373.

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[5] Ross D W,Kim S.Dynamic economic dispatch of generation[J].IEEE Trans on PAS,1980,(99):2060-2068.

[6] 彭丽霞，杨光.燃气轮机作为黑龙江省电网调峰机组的探讨[J].黑龙江电力，2005，27(4)：278-282.

[7] 王维共，吴军，叶中雄.安徽电网“十五”建设天然气发电厂需求研究[J].电力技术经济，2001，2：34-36.

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Research Necessary of Constructing Fuel Gas Power Plant for Henan Power Grid

HANJun-feng,YANNi

(Henan Electric Power Survey & Design Institute,Zhengzhou 450007,China)

As considering power and heat demand of the current society development,this paper has analysed Henan province power grid actuality and power grid peak regulation actuality.On the basis of analyzing the characteristics and advantages of gas and steam combined cycle heat and power unite output project,and taking example for one city in Henan province passed by the project of Natural Gas Transmission form West to East China,the article has discussed selectness for main units and voltage ranking of connecting to power system involved with gas-steam combined cycle power plant,and summarized the necessary of constructing fuel gas power plant for Henan power grid.

fuel gas power plant;power grid peak regulation;gas and steam combined cycle;necessary

1004-289X(2016)06-0090-03

TM72

B

2016-08-31

韩军锋(1982-)，男，河南安阳人，工学硕士，主要从事电力系统规划设计、电力系统运行分析； 燕 妮(1984-)，女，河南济源人，工程师，主要从事电力变电站设计工作。