峰荷發電機組

由於用電負荷是不均勻的。在用電高峰時，電網往往超負荷，此時需要投入在正常運行以外的發電機組以滿足需求。這些發電機組稱峰荷發電機組。因為他用於調節用電的高峰，所以也稱調峰機組。調峰機組的要求是啟動和停止方便快捷，併網時的同步調整容易。一般調峰機組有燃氣輪機機組和抽水蓄能機組等。

基本介紹

• 中文名：峰荷發電機組
• 外文名：peak load power generator set
• 別名：調峰機組
• 套用：用電高峰調控

簡介

峰荷發電機組是指以非連續運行條件運行和快速適應電網尖峰功率需求的發電機組。機組承擔電網調峰任務的特殊運行方式。所謂調峰是指承擔電網負荷曲線中最低負荷到最高負荷之間的負荷調節任務。

電力系統的發輸用電是同時進行的，而用電負荷是隨著時間的變化而變化的，所以發電的功率要隨著用電量的變化而變化這樣維持一個平衡。

一般來說擔任調峰任務的發電廠是水力發電廠，因為水電機組開機快，加減負荷只需要通過調節導葉即可。而火電或者核電用於調峰是非常不經濟的，燃料的燃燒效率會降低，核電機組短時負荷變化過大甚至會有危險，所以一般核電機組是作為基荷，火電作為腰荷，而水電是作為調峰的負荷運行的。

機組構成

發電機組是指能將機械能或其它可再生能源轉變成電能的發電設備。一般我們常見的峰荷發電機組通常由汽輪機、水輪機或內燃機（汽油機、柴油機等發動機）驅動，可再生新能源包括核能、風能、太陽能、生物質能、海洋能等。由於柴油發電機組的容量較大，可並機運行且持續供電時間長，還可獨立運行，不與地區電網並列運行，不受電網故障的影響，可靠性較高。尤其對某些地區常用市電不是很可靠的情況下，把柴油發電機組作為備用電源，既能起到應急電源的作用，又能通過低壓系統的合理最佳化，將一些平時比較重要的負荷在停電時使用，因此在工程中得到廣泛的使用。

發電機組

機組作用

為滿足電力系統日尖峰負荷需要，對發電機組出力所進行的調整。電能不能儲存，電能的發出和使用是同步的，所以需要多少電量，發電部門就必須同步發出多少電量。電力系統中的用電負荷是經常發生變化的，為了維持有功功率平衡，保持系統頻率穩定，需要發電部門相應改變發電機的出力以適套用電負荷的變化，這就叫做調峰。

尖峰負荷是由於一日24小時內用電需求不均勻而形成的。一般一晝夜之內，在上午和照明時間，出現兩次尖峰負荷，深夜則為用電最少的低谷負荷(僅為尖峰負荷的50%～70%)時間。尖峰負荷持續時間相對較短。

尖峰負荷與低谷負荷的差值很大，因此要求有些發電機組在低谷負荷時停機，而在尖峰負荷到來之前迅速起動並增長出力，尖峰過後即降低出力和停機(見圖)。這些機組稱為尖峰負荷機組或調峰機組。它們具有起動時間短、出力變化快和可以頻繁起停的性能。

必須在電力系統發展規劃中列入調峰措施，決定選用機組類別，根據系統運行需要對其建成進度妥善安排。具體措施有：①採用水電機組調峰。②採用抽水蓄能機組調峰，低谷負荷時抽水，尖峰負荷時發電。此措施具有顯著的調峰效益。③採用專門調峰的火電機組。④對已裝常規火電機組進行改進，使之降低最低允許出力或能每日開停而實行兩班制運行等，以減輕尖峰負荷和低谷負荷差值大所引起的調峰困難。

水輪發電機組調峰

水輪發電機組對電力系統高峰負荷的增長量迅速做出回響的一種運行方式。由於晝夜用電負荷的不均衡性，電力系統負荷曲線形成高峰及低谷，在高峰時，要有機組解決高峰電力的需要，保證電力系統的供電質量。電力系統調峰機組，可以用水輪發電機組、燃氣輪機組或汽輪發電機組，但以水輪發電機組最為經濟合適，這是因為水輪發電機組具有開機停機簡單迅速，增減負荷速度快，以及水電成本低廉的緣故。

20世紀60年代以來，抽水蓄能電站的建設發展很快，其發電電動機組既能調峰，又能填谷，對電力系統負荷高峰低谷的調節，又多了一種手段，對於火電比重占絕對優勢、水電比重小且調節性能又差的電網，尤為重要。

抽水蓄能電站吸取夜間電力系統負荷低落時的剩餘電能進行抽水，使火電機組不必降低輸出功率或部分停機，同時也改善了火電機組運行條件;在高峰時利用抽上去的水量來發電，以解決電力系統調峰的負荷增長量。所以，以火電機組為主的電力系統，要解決系統調峰問題，一個有效的途徑是建設抽水蓄能電站。

隨著火電廠和核電站比重進一步增長，電力系統供電負荷率越來越低，電力系統在午夜以後，即使火電出力儘量壓低，發電容量仍會超出電力負荷的需要，出現剩餘電能，而高峰時又缺乏調峰電力，因此，更需要發展抽水蓄能電站與日益增長的火電廠和核電站配合運行。所以，在70年代後期至今，一些工業已開發國家，如日本，隨著高效率大容量火電機組的建設，以及核電站的發展，更加需要建設大型抽水蓄能電站進行調峰和填谷;根據日本研究，認為在以火電機組及核電機組為主的電力系統中，需要建設占電力系統容量的10%～20%抽水蓄能電站與之匹配，是比較經濟合理的。

相關概念

電力系統日負荷峰谷差

電力系統每日最大負荷與最小負荷之差。積累電力系統負荷峰谷差的資料用以：①研究電力系統調峰措施;②作為電力系統調整負荷節約用電措施的依據;③提供電力系統電源規劃的參考條件。

負荷組成、季節變化和節假日是影響負荷峰谷差數值的主要因素。法國電力系統負荷峰谷差冬季約為最大負荷的15%，而夏季的約為30%。日本電力系統負荷峰谷差冬季約為最大負荷的35%，而夏季的約為50%。中國各跨省電力系統的負荷峰谷差一般約為最大負荷的30%～40%。

為適應日負荷變化的需要，保證供電質量，電力系統需要有足夠的有功調節容量，特別要有可以快速起動並快速帶滿負荷的發電機組。為此，除廣泛採用水電機組調峰外，在以火電為主的電力系統則應裝設調峰機組，如安裝抽水蓄能機組，在低谷時抽水，高峰時發電，既增加高峰時發電出力又改善負荷曲線。為減小負荷峰谷差，常採取負荷管理辦法，如對低谷時用電的用戶在電價上予以優惠的鼓勵辦法。

電力系統有功功率平衡

維持電力系統總發電有功功率與總負荷有功功率以及系統聯絡線交換功率在任何時刻都達到平衡的全部運行調整過程。