In this paper, the method on calculating benefits of combined heat and power is introduced for standard evaluation in electrical power system. This paper calculates benefits about new national viewpoint and viewpoint of independent power producers and assesses benefits of combined heat and power in Korea and In Seoul national capital area. Benefit costs are composed of avoid cost of centralized generation, line upgrading adjustment, loss adjustment and electrical power trade cost per year in earlier study, in addition trade cost of $CO_2$, construction cost of combined heat and power for accurate calculation. Benefit of combined heat and power is calculated by simulation results of real electrical power system.
Thermodynamic and economic analyses of various types of gas turbine combined cycle power plants have been performed to establish criteria for optimization of power plants. The concept of efficiency, in terms of the difference in energy levels of electricity and heat, was introduced. The efficiency of power and heat generation by power plants with other purposes was estimated, and power generation costs were figured out for various types of combined heat and power plants(i.e., fired and unfired, condensing and non-condensing modes, single or double pressure HRSG).
Thermodynamic and economic analysis on various type of gas turbine combined cycle power plants was presented to build up the criteria for optimization of power plants. The efficiency considered about energy level difference between electricity and heat was introduced. The efficiency on power and heat generation of power plants whose have different purpose was estimated and power generation costs on various type of combined heat and power plants : fired/unfired, condensing/non-condensing mode, single/double pressure HRSG.
There has been a growing interest in the recent time for the development of solar power tower plants, which are mainly used for utility scale power generation. Combined heat and power (CHP) is an efficient and clean approach to generate electric power and useful thermal energy from a single heat source. The waste heat from the topping Brayton cycle is utilized in the bottoming HRSG cycle for driving steam turbine and also to produce process steam so that efficiency of the cycle is increased. A thermal storage system is likely to add greater reliability to such plants, providing power even during non-peak sunshine hours. This paper presents a conceptual configuration of a solar power tower combined heat and power plant with a topping air Brayton cycle. A simple downstream Rankine cycle with a heat recovery steam generator (HRSG) and a process heater have been considered for integration with the solar Brayton cycle. The conventional GT combustion chamber is replaced with a solar receiver. The combined cycle has been analyzed using energy as well as exergy methods for a range of pressure ratio across the GT block. From the thermodynamic analysis, it is found that such an integrated system would give a maximum total power (2.37 MW) at a much lower pressure ratio (5) with an overall efficiency exceeding 27%. The solar receiver and heliostats are the main components responsible for exergy destruction. However, exergetic performance of the components is found to improve at higher pressure ratio of the GT block.
In this paper, the method on calculating benefits of combined heat and power is introduced for standard evaluation in electrical power system. This paper calculates benefits about new national viewpoint and viewpoint of independent power producers and assesses benefits of combined heat and power in Korea and In Seoul national capital area. Benefit costs are composed of avoid cost of centralized generation, line upgrading adjustment, loss adjustment and electrical power trade cost per year in earlier study, in addition trade cost of CO2, construction cost of combined heat and power for accurate calculation. Benefit of combined heat and power is calculated by simulation results of real electrical power system.
본 연구에서는 분당복합화력발전소의 축열조 증설과 이에 따른 운영 방식 최적화를 통해 예상되는 온실가스 감축 효과에 대한 방법론과 정량화를 기술하였다. 분당복합화력은 일산, 안양, 부천복합화력과 함께 복합화력과 열공급 전용 지역난방발전소의 중간 형태이다. 이는 자체 운전 모드 변경을 통해 복합화력 기능인 전력만을 공급하는 것과 지역난방 기능의 전력 및 열을 동시 공급하는 운전 형태 변환이 가능하다는 의미이다. 따라서 축열조를 증설함으로써 고효율 모드인 전력 및 열을 동시 생산하는 열병합 발전과 전력 피크 부하를 위한 복합발전으로의 운전전환을 통해 전력 및 열공급시장의 요구량에 유연성 있게 대처할 수는 공급능력을 가지게 된다. 본 연구는 분당복합화력의 최근 3년(2008~2010년) 운전실적과 각 운전모드별 운전효율은 설계치를 사용하여 계산하였으며, 그 결과 증설된 축열조에 공급되는 축열량 1 Gcal당 GHG 감축 효과는 $97.95kg_{-}CO_2/Gcal$로 연간 약 $13,500Ton_{-}CO_2$의 감축 효과를 기대할 수 있다.
The increase of distributed power generation is closely related to interest in microgird including renuable energy sources such as photovoltaic (PV) systems and fuel cell. By the growing interest of microgrid all over the world, many studies on microgrid operation are being carried out. Especially operation technique which is core technology of microgrid is to supply heat and electricity energy simultaneously. Optimal microgrid scheduling can be established by considering CHP (Combined Heat and Power) generation because it produce both heat and electricity energy and its total efficiency is high. For this reason, CHP generation in microgrid is being spotlighted. In the near future, wide application of microgrid is also anticipated. This paper proposes a mathematical model for optimal operation of microgrid considering both heat and power. To validate the proposed model, the case study is performed and its results are analyzed.
The important requirement for microgrid operation is to meet the balance between supply and demand. To meet, Combined Heat and Power (CHP) generation should be considered in microgrid scheduling. CHP generation is economical on the side of a consumer because it products heat and power. Therefore, it is high efficient. This paper presents a mathematical model for optimal microgrid operation including CHP generation using the optimal ratio of heat and power due to demand. The objective function and constraints are modeled by linear program (LP). Through the case study, the validation of the proposed model is shown.
지속적인 산업 발전에 따른 에너지 수급의 불안정 및 환경오염 문제가 대두됨에 따라 이에 대한 해결 방안의 일환으로 열병합발전 시스템의 보급이 활발해지고 있다. 국내의 경우 가스엔진을 이용한 열병합발전기의 안전성능에 대한 검사기준이 미비하므로 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 20 kW급 가스엔진 열병합발전 시스템에 적용 가능한 안전성능 관련 표준화 연구 수행을 위해 열병합발전 시스템의 국내 외 기준에 대한 안전성능 및 구조/재료 평가기준을 분석하였다. 또한, 위험요소 분석 및 HAZOP (Hazard and Operability Studies)을 이용한 위험성평가를 수행하여 가스엔진 열병합발전 시스템의 안전성능 평가(안)을 도출하였으며, 평가항목으로는 안전성능 관련 엔진 시동, 배관 기밀 성능, 살수 및 온도 상승 성능, 연소 성능, 전기 효율, 열효율, 종합 효율, 습도 성능 등이 포함된다. 가스엔진 열병합발전 시스템의 구조 및 재료와 관련하여 가스 및 수배관, 가스 조절 및 차단밸브, 금속 또는 비금속 재료의 내구성, 내열성, 내한성에 대한 평가항목을 도출하였다.
본 연구에서는 부분부하 운전 시 가스터빈의 공기량 조절에 따른 열병합 발전의 운전데이터 변화를 알아보았다. 가스터빈 부분부하 80%시 시뮬레이션 한 결과 입구가이드베인을 최대 24% 추가로 닫을 수 있었고, 압축기 공기량은 66.11 kg/s 감소, 배기가스 온도는 52℃ 상승시킬 수 있었다. 부분부하 90%는 입구가이드베인을 최대 12% 추가로 닫을 수 있었고, 압축기 공기량은 33.33 kg/s 감소, 배기가스 온도는 23℃ 상승 시킬 수 있었다. 열부하 추종운전 시 부분 부하 80%에서 출력을 최대 5.68 MW 상승, 복합발전 효율을 0.73% 상승, 열병합발전 효율을 1.81% 상승 시킬 수 있었고, 부분부하 90%에서 출력을 최대 2.55 MW 상승, 복합발전 효율을 0.32% 상승, 열병합발전 효율을 0.72% 상승 시킬 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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