一种燃机机组热电成本计算的方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111582953 A(43)申请公布日 2020.08.25

(21)申请号 2020104810.8(22)申请日 2020.05.28

(71)申请人 中电投珠海横琴热电有限公司

地址 519000 广东省珠海市横琴新区琴海

西路6号

申请人 中电（四会）热电有限责任公司　

西安热工研究院有限公司(72)发明人 何怀昌　吴鹏良　向志坚　陈亚鹏　

王保营　刘军　金轶群　吴贵　刘钢　罗智斌　康淇威　李昊燃　李宽庭　陈春　张志武　赖菲　曹旭　褚贵宏　吴涛　何新　王智微　杨永军　(74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任

公司 61200

代理人 闵岳峰()发明名称

一种燃机机组热电成本计算的方法(57)摘要

本发明公开了一种燃机机组热电成本计算的方法，包括：首先根据历史供电气耗率和对应的历史发电功率，利用最小二乘法拟合出供电气耗率曲线，带入机组的实时功率，计算出实时的供电气耗率以及实时供电气耗量，然后根据当下的天然气价格计算得出实时单位供电成本；最后从实时天然气流量中减去上一步计算出的实时供电气耗量，得到实时供热气耗量，结合天然气价格得出实时单位供热成本。本发明解决了目前热量法偏离真实的发电成本、供热成本较多的问题。

(51)Int.Cl.

G06Q 30/02(2012.01)G06Q 50/06(2012.01)

权利要求书1页 说明书5页 附图1页

CN 111582953 ACN 111582953 A

权　利　要　求　书

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1.一种燃机机组热电成本计算的方法，其特征在于，包括：首先根据历史供电气耗率和对应的历史发电功率，利用最小二乘法拟合出供电气耗率曲线，带入机组的实时功率，计算出实时的供电气耗率以及实时供电气耗量，然后根据当下的天然气价格计算得出实时单位供电成本；最后从实时天然气流量中减去上一步计算出的实时供电气耗量，得到实时供热气耗量，结合天然气价格得出实时单位供热成本。

2.根据权利要求1所述的一种燃机机组热电成本计算的方法，其特征在于，具体包括如下实现步骤：

1)首先收集所需测点的测量值及一些计算值，如表1和表2；表1需要采集的测点测点名单位备注天然气价格元/Nm3p天然气流量Nm3/hN机组供电功率MWX机组供热功率GJm表2需要计算的量供电天然气流量Nm3/hN1供热天然气流量Nm3/hN2机组供电气耗率Nm3/(kW·h)Y1机组供热气耗率Nm3/GJY2供电单位成本元/(kW·h)E1供热单位成本元/GJE2

2)通过纯凝运行时的机组供电功率与机组供电气耗率两个实时测点数据利用最小二乘法拟合得到纯凝供电气耗率曲线，即式(1)：

Y1＝c+b·X+a·X2    (1)式中，Y1为纯凝供电气耗率，X为供电功率；3)计算机组有供热时的供电单位成本：假设某时刻机组的供电功率为X*；

则根据(1)式可以得到此时的供电气耗率为Y1*＝c+b·X*+a·(X*)2；假设天然气价格p*，则每度电的供电成本E1*＝Y1*·p*；此时，机组一小时的供电气耗量为N1*＝Y1*·X*·1*1000；4)计算供热单位成本

假设此时的机组实时天然气流量为N*；

则对应时刻机组一小时的供热气耗量为N2*＝N*-N1*，供热气耗率热成本E2*＝Y2*·p*。

每吉焦供

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说　明　书

一种燃机机组热电成本计算的方法

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技术领域

[0001]本发明属于燃机电站技术领域，具体涉及一种燃机机组热电成本计算的方法。背景技术

[0002]燃机电站热电联产是将一次能源天然气燃烧放热后，在生产电能的同时，又利用在汽轮机中做过功的蒸汽对用户供热的一种综合生产方式。由于同时生产热和电两种产品，在核算成本时自然而然地就会涉及到热和电这两种产品各自的成本，这就产生了成本如何分摊及分摊合理性的问题，而这个问题目前仍存有普遍争议。热电成本的分摊很大程度上影响着热和电的合理定价，采用不同的分摊方法和标准得出的分摊结果相差较大，以不同的分摊方法作为依据得出的热产品和电产品的经济效益相差也比较悬殊。[0003]热电成本分摊不合理的问题一直困扰着热电企业，造成这一状况的原因是多方面的，有法规方面的，有经济学规律方面的，有热力学方面的问题，也有热电成本分摊理论方法方面的问题。热电成本不仅关系到热电企业本身的利益，同时也关系到热用户和电用户使用产品的公平性，因此选择科学准确的分摊方法进行热电分摊是热产品和电产品合理定制价格的前提。[0004]目前，热量法是我国法定的通用热电成本分摊方法。热量法是基于热力学第一定律推导出的，该方法是将热电厂的总热耗量按生产电能和热能的数量比例来分，属于“好处归电法”，这种分摊方法是将电能和热能看成是等价的，忽略了能质的差别，即不论锅炉新蒸汽，还是做了部分功用于供热的抽汽，只要热量的数量相等，所计算的供热热耗量都一样，这样，联产时供电煤耗和供电成本就会比单产时大大降低，此方法虽简单直观，便于考核，但它既没有反映热能和电能质量上的差别，也没有反映供热蒸汽不同参数在品质上的不同，而且把过程中各种不可逆损失最后都算在将热能共给热用户的过程里，打击了热用户用热的积极性，对热用户来说并不公平，这种方法将热电联产带来的效益全部归于发电，发电煤耗率低，使发电过程的热效率高于相同条件下的理想朗肯循环热效率，有违热力学第二定律；并且不能正确地反映热电成本，因此，这种分摊方法在理论上存在严重缺陷。[0005]按照国家法规关于\"热电共享\"、\"公平负担\"的要求对燃气蒸汽联合循环热电厂建设成本和运营中的燃料成本按年费用进行合理热电分摊提出了分摊和验算方法，并提供了相关计算公式。推荐采用冷源法进行燃气蒸汽联合循环机组的热电成本分摊。[0006]热量法这种分摊方法走了极端。无论分摊方法是基于热力学第一定律还是热力学第二定律，又或者是经济学方法，不可避免的都有其人为的规定性，只是这种规定性各有其自身的依据而已。热电分摊方法的实质就是对生产出电和热的成本通过一定的方法进行科学的划分，计算出电产品成本占总支出成本中的比例或者是热产品成本占总支出成本中的比例，以此来进行热电联产企业的成本核算，而热电联产企业对总成本分摊方法的普遍要求是：既要反映电、热两种产品的品质不同，又要反映热电联产生产过程的技术完善程度，且要计算简便，并能为国家节约能源，促进热电联产事业的发展，作为热电联产机组性能分析的基础，热电联产机组热电成本分摊理论的研究具有重大的理论和现实意义，其合理性

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说　明　书

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和准确性将直接影响热电联产企业的有序发展。

发明内容

[0007]本发明的目的在于针对目前热量法偏离真实的发电成本、供热成本较多的问题，提供了一种燃机机组热电成本计算的方法。[0008]本发明采用如下技术方案来实现的：[0009]一种燃机机组热电成本计算的方法，包括：首先根据历史供电气耗率和对应的历史发电功率，利用最小二乘法拟合出供电气耗率曲线，带入机组的实时功率，计算出实时的供电气耗率以及实时供电气耗量，然后根据当下的天然气价格计算得出实时单位供电成本；最后从实时天然气流量中减去上一步计算出的实时供电气耗量，得到实时供热气耗量，结合天然气价格得出实时单位供热成本。[0010]本发明进一步的改进在于，具体包括如下实现步骤：[0011]1)首先收集所需测点的测量值及一些计算值，如表1和表2；[0012]表1需要采集的测点

[0013]

[0014][0015]

测点名天然气价格天然气流量机组供电功率机组供热功率表2需要计算的量

单位元/Nm3Nm3/hMWGJ备注pNXm

供电天然气流量Nm3/hN1供热天然气流量Nm3/hN2机组供电气耗率Nm3/(kW·h)Y1机组供热气耗率Nm3/GJY2供电单位成本元/(kW·h)E1供热单位成本元/GJE2

[0016]2)通过纯凝运行时的机组供电功率与机组供电气耗率两个实时测点数据利用最小二乘法拟合得到纯凝供电气耗率曲线，即式(1)：[0017]Y1＝c+b·X+a·X2  (1)[0018]式中，Y1为纯凝供电气耗率，X为供电功率；[0019]3)计算机组有供热时的供电单位成本：[0020]假设某时刻机组的供电功率为X*；[0021]则根据(1)式可以得到此时的供电气耗率为Y1*＝c+b·X*+a·(X*)2；[0022]假设天然气价格p*，则每度电的供电成本E1*＝Y1*·p*；[0023]此时，机组一小时的供电气耗量为N1*＝Y1*·X*·1*1000；[0024]4)计算供热单位成本

[0025]假设此时的机组实时天然气流量为N*；

[0026]

则对应时刻机组一小时的供热气耗量为N2*＝N*-N1*，供热气耗率

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每吉

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焦供热成本E2*＝Y2*·p*。

[0027]本发明至少具有如下有益的技术效果：[0028]在本发明方法应用的某燃机热电厂，由于管理者之前并不清楚机组的供热单位成本，所以在和热用户谈判时，价格定为12元/GJ左右，投入系统之后，才看到机组供热单位成本统计平均值为22元/GJ左右，相当于一直在没有盈利或亏损的状况下进行买卖。所以，燃机热电厂管理者根据本发明得到的供热成本计算结果重新和供热需求方进行价格的谈判，减少了损失，获得盈利。[0029]初步估算，调整价格按10％的利润进行核算(5000利用小时)，一台机组可以为电厂每年创造利润900万元。180GJ/h*5000h*10元/GJ＝900万元。附图说明

[0030]图1为本发明的流程图。

具体实施方式

[0031]以下结合附图和实施例对本发明做出进一步的说明。[0032]如图1所示，本发明提供的一种燃机机组热电成本计算的方法，包括：首先根据历史供电气耗率和对应的历史发电功率，利用最小二乘法拟合出供电气耗率曲线，带入机组的实时功率，计算出实时的供电气耗率以及实时供电气耗量，然后根据当下的天然气价格计算得出实时单位供电成本；最后从实时天然气流量中减去上一步计算出的实时供电气耗量，得到实时供热气耗量，结合天然气价格得出实时单位供热成本。[0033]1、首先收集所需测点的测量值及一些计算值，如表1和表2。[0034]表1需要采集的测点

[0035]

[0036][0037]

测点名天然气价格天然气流量机组供电功率机组供热功率表2需要计算的量

单位元/Nm3Nm3/hMWGJ备注pNXm

供电天然气流量Nm3/hN1供热天然气流量Nm3/hN2机组供电气耗率Nm3/(kW·h)Y1机组供热气耗率Nm3/GJY2供电单位成本元/(kW·h)E1供热单位成本元/GJE2

[0038]2、通过纯凝运行时的机组供电功率与机组供电气耗率两个实时测点数据利用最小二乘法拟合得到纯凝供电气耗率曲线，即式(1)：[0039]Y1＝c+b·X+a·X2  (1)[0040]式中，Y1为纯凝供电气耗率，X为供电功率。[0041]3、计算机组有供热时的供电单位成本。

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CN 111582953 A[0042][0043][0044][0045][0046][0047][0048]

说　明　书

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假设某时刻机组的供电功率为X*。

则根据(1)式可以得到此时的供电气耗率为Y1*＝c+b·X*+a·(X*)2假设天然气价格p*，则每度电的供电成本E1*＝Y1*·p*此时，机组一小时的供电气耗量为N1*＝Y1*·X*·1*10004、计算供热单位成本

假设此时的机组实时天然气流量为N*。

则对应时刻机组一小时的供热气耗量为N2*＝N*-N1*，供热气耗率

每吉

焦供热成本E2*＝Y2*·p*。

[0049]实施例如下：[0050]表3实例测点

[0051]

[0052]

1、通过某厂纯凝运行时的机组供电功率与机组供电气耗率两个实时测点数据利

用最小二乘法拟合得到纯凝供电气耗率曲线为：

[00]Y1＝0.27421-4.1428×10-4·X+5.23488×10-7·X22计算供电单位成本[0055]供电气耗率Y1＝0.206Nm3/(kW·h)。[0056]则每小时的供电气耗量N1＝Y1·X＝0.206×233.36×1000Nm3·h-1＝48081.76Nm3·h-1

[0057]天然气价格p为2.801元/Nm3，则每度电的供电成本为

[0053]

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说　明　书

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[0058][0059][0060][0061]

2、计算供热单位成本

供热气耗量N2＝N-N1＝(51638.34-48081.76)Nm3/h＝3556.578Nm3/h。对应时刻每吉焦的供热气耗率

天然气价格P为2.801元/Nm3，则供热的单位变动成本为

[0062]E2＝Y2·p＝7.972×2.801元/GJ＝22.33元/GJ。[0063]在本发明方法应用的某燃机热电厂，由于管理者之前并不清楚机组的供热单位成本，所以在和热用户谈判时，价格定为12元/GJ左右，投入系统之后，才看到机组供热单位成本统计平均值为22元/GJ左右，相当于一直在没有盈利或亏损的状况下进行买卖。所以，燃机热电厂管理者根据新方法得到的供热成本计算结果重新和供热需求方进行价格的谈判，减少了损失，获得盈利。[00]初步估算，调整价格按10％的利润进行核算(5000利用小时)，一台机组可以为电厂每年创造利润900万元。180GJ/h*5000h*10元/GJ＝900万元。

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说　明　书　附　图

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图1

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