燃料发电机组

元件定义

该元件指燃料发电机组的设备设施，燃气发电机组是适应世界环保要求和市场新环境而开发的新型发电机组，一些发电机组还可与余热回收装置一起作为热电联供机组。燃料发电机组的工作过程是：压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气透平中膨胀作功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加热后的高温燃气的作功能力显著提高，因而燃气透平在带动压气机的同时，尚有余功作为燃料发电机组的输出机械功。燃料发电机组由静止起动时，需用起动机带着旋转，待加速到能独立运行后，起动机才脱开。燃料发电机组的工质来自大气，最后又排至大气，是开式循环；此外，还有工质被封闭循环使用的闭式循环。

常见的燃气轮机能够支持热电联供，即CHP（Combined Heating and Power），CHP是指以天然气为主要燃料带动燃料发电机组、微燃机或内燃机发电机等燃气发电设备运行，产生的电力供应用户的电力需求，系统发电后排出的余热通过余热回收利用设备(余热热水锅炉等)向用户提供热水。通过这种方式大大提高整个系统的一次能源利用率，实现了能源的梯级利用。还可以提供并网电力作能源互补，整个系统的经济收益及效率均相应增加。

平台燃气轮机模型为边际成本模型。在经济学和金融学中，边际成本指的是每新增一单位生产的产品（或者购买的产品）带来的总成本的增量。那么，燃气轮机的边际成本是每增加1单位发电量所需的额外成本，包含燃料成本和运维成本。其数学模型如下：

C_M=\frac{\partial (C_{fuel}+C_{om})}{\partial P}

式中： $C_M$ 是边际成本, $C_{fuel},C_{om}$ ,分别是燃料成本和运维成本，P是燃料发电机组的出力功率。燃料成本占比最大，边际成本主要取决于燃料耗率的微增率

燃料功率模型应用较为广泛，与平台边际成本模型关系密切: $F=aP^2+bP+c$ 其中,a,b,c为机组特性常数。

燃气轮机的实际运行状态（如负荷率、启动状态等）会显著影响燃料耗率。例如，在低负荷下，燃气轮机的燃料耗率通常高于额定负荷下的耗率，这是因为低负荷运行时燃烧效率较低。对功率求导，得到边际成本模型： $\dot{F} =2aP+b$

提示

平台中的燃料发电机组机组无法实现热电联供，请注意！
一般a为一个相对小的正数，边际成本为单调递增；因此平台限制燃料机组的边际成本曲线为非递减；
对于常见的平均成本，其典型特征为反曲线，机组煤耗随功率增大逐渐降低；需要用户自行转换为边际成本曲线。

元件说明

属性

CloudPSS 元件包含统一的属性选项，其配置方法详见参数卡页面。

参数

设备参数

参数名	键值 (key)	单位	备注	类型	描述
生产厂商	`manufacturer`		生产厂商	文本	生产厂商
设备型号	`equipType`		设备型号	文本	设备型号
设备类型	`FuelType`		设备的燃料类型	选择	选择设备的燃料类型，可选燃气（Gas），燃油（Oil），燃煤(Coil)和其他(Other)
热电联产系数	`CHPCoe`		热电联产系数	实数	燃料发电机组的热电联产效率系数，范围为0-1，一般在0.5-0.8之间
最大发电功率	`MaxPowerGen`	kW	最大发电功率	实数	燃料发电机组的最大发电功率
最小发电功率	`MinPowerGen`	kW	最小发电功率	实数	燃料发电机组的最小发电功率，注意最小发电功率应小于最大发电功率
燃料耗率	`FuelPrice`	计量单位/kWh	设备燃料耗率	实数	燃料发电机组发一度电的燃料耗量
边际成本	`QuoFun`		最小发电功率	表格	燃料发电机组不超过当前发电功率时，每多发一度电的成本，分别填入发电功率（kW）和边际成本（元/kWh），key分别为`GeneratingPower`和`FuelConsumption`
采购成本	`PurchaseCost`	万元/台	采购成本	实数	设备采购成本
固定运维成本	`FixedOMCost`	万元/年	固定运维成本	实数	设备固定运维成本
可变运维成本	`VariableOMCost`	元/kWh	可变运维成本	实数	设备可变运维成本

基础参数

参数名	键值 (key)	备注	类型	描述
元件名称	`CompName`	元件名称	文本	元件名称
元件类型	`CompType`	选择元件类型	选择	选择交流元件时输出交流电；选择直流元件时输出直流电。
燃料价格模型	`FuelPriceModel`	燃料价格模型	选择	用于计算燃料耗量、燃料购置费用（计入项目支出）以及其污染物排放量
产热收益模型	`HeatPriceModel`	产热收益模型	选择	综合能源系统燃料发电机组的产热出售价格模型，计入项目收入

规划参数

在仿真参数中编辑设备的仿真边界条件，主要包含运行方式和运行策略曲线。

参数名	键值 (key)	单位	备注	类型	描述
待选设备类型	`DeviceSelection`		从设备库中选择设备类型	选择	选择数据管理模块录入的设备型号，将燃料发电机组元件的厂家、产品型号、额定运行参数自动绑定为对应设备在数据管理模块中录入的参数。
最小发电容量配置	`MiniPowerGenCapacity`	kW	设备的最小发电容量配置	实数	仅当待选设备类型选择数据管理模块输入的设备后生效。
最大发电容量配置	`MaxPowerGenCapacity`	kW	设备的最大发电容量配置	实数	仅当待选设备类型选择数据管理模块输入的设备后生效。

引脚

燃料发电机组的输出有电接口引脚，用于将燃料发电机组元件与其他电设备连接，支持线连接和信号名的连接方式。

引脚的名称、键值、维度、定义描述的详细说明如下表所示。

引脚名	键名 (key)	维度	描述
直流电接口	`DC`	1×1	可以在引脚处输入相同的字符使得元件与其他元件相连，当基础参数元件类型项是直流元件时，键名为`DC`
交流电接口	`AC`	1×1	可以在引脚处输入相同的字符使得元件与其他元件相连，当基础参数元件类型项是交流元件时，键名为`AC`

常见问题

元件模型是否准确？

燃料发电机组组模型较为简单，平台主要关注燃料与电之间的转换关系，并未关注发电、压缩、燃烧、透平等电热过程。

燃料发电机组可以使用煤炭为燃料吗？

可以的，IESLab 平台的燃料发电机组为燃料转换为电的通用模型，不仅可以使用天然气，还可以使用煤炭、甲烷等做燃料。

燃料发电机组的交直流元件有什么区别？

选择交流时输出交流电，选择直流时输出直流电

注意，交流元件和直流元件不能直接相连。

燃料发电机组元件在规划优化平台使用时需要配置哪些元件参数？数据管理模块需要配置哪些数据？

在对燃料发电机组元件进行规划设计前，务必录入编辑元件的基础参数和规划参数；

在数据管理模块需要配置燃料发电机组的额定运行参数。并在基础参数中绑定数据管理模块的燃料发电机组。

元件定义​

元件说明​

属性​

参数​

设备参数​

基础参数​

规划参数​

引脚​

常见问题​