基于能耗、经济性及碳排放的热电联产机组运行优化

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观点凝练

摘要：针对热电联产机组运行过程中难以兼顾能耗、经济性和低碳性的问题，建立了热电联产机组多目标优化模型。首先，结合电力调峰辅助市场和碳排放权交易市场，以㶲效率、利润和碳排放率为目标函数，考虑机组运行的相关约束，利用多目标粒子群算法对发电功率进行寻优。接着，利用信息熵权法结合逼近理想解的排序方法进行多目标决策。最后，通过机组仿真模型进行验证。结果表明：供汽量为20、100和180 t/h工况下，优化后的最佳发电功率分别为115.1、89.5和89.1 MW。优化后的运行方案大幅降低了碳排放，兼顾了机组的能耗、经济性和低碳性。

结论：

1）基于热力系统模型，研究冷再热再双抽机组运行特性，得到汽轮机最大进汽流量、锅炉最小蒸发量以及低压缸最小冷却流量限制下的发电功率与供汽量的函数关系和机组的安全运行区间，为机组在调度过程中的安全运行提供了参考。

2）从能耗、经济性和碳排放3个方面分析发电功率对机组的影响。㶲效率随发电功率的增大而增大；煤价和深度调峰补贴价格的上涨使利润最高点从发电功率最大处调整至最小处；碳排放率最优点始终位于发电功率最小处。

3）利用MOPSO优化得到帕累托前沿，进一步采用信息熵权法结合TOPSIS进行多目标决策，得到最佳运行方案。基于㶲效率，利润和碳排放率3方面目标，供汽量为20、100和180 t/h工况下，优化后的最佳发电功率分别为115.1、89.5和89.1 MW，通过牺牲部分㶲效率，大幅降低了碳排放率，兼顾了机组的能耗、经济性和低碳性。

引文信息

任鑫, 王渡, 金亚飞, 等. 基于能耗、经济性及碳排放的热电联产机组运行优化[J]. 中国电力, 2023, 56(4): 201-210.

REN Xin, WANG Du, JIN Yafei, et al. Operation optimization of combined heat and power units based on energy consumption, economy and carbon emission[J]. Electric Power, 2023, 56(4): 201-210.

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