随着我国对环境保护要求的不断提高,天然气发电在我国装机容量占比逐年增加。其中燃气-蒸汽联合循环发电机组由于其高效率、启停快成为我国电力调峰的最佳选择。提高变工况下的联合循环效率对于燃气电厂更好的参与调峰具有重要的意义。同时,提高燃气发电的经济性也是加快燃气发电的重中之重。为了优化燃气轮机联合循环变工况性能,本文对常规燃气轮机联合循环系统进行改造,提出了一种变背压改造系统。改造系统在常规联合循环机组的余热锅炉尾部烟道布置引风机,通过引风机降低机组部分工况下的燃气透平背压,提高透平的膨胀比,从而扩大机组保持透平入口温度在设计工况运行的负荷范围。以S109FA燃气轮机联合循环机组为研究对象。选取采用先保持T3不变之后纯燃料调节策略(IGVT3-F)和先保持T3不变之后保持T4不变最后采用纯燃料调节运行策略(IGVT3-T4-F)的常规联合循环机组作为参比机组,通过对参比机组和改造机组建模,分析并比较了三者的变工况性能。计算结果表明:改造机组联合循环效率整体下降趋势相比于参比机组更加平缓,与IGVT3-T4-F运行机组相比,在84%-50%负荷之间,效率最大提高0.6个百分点。与IGVT3-F运行机组相比,联合循环负荷由84%降低至35%的过程中,效率提高0-2.5个百分点,联合循环的变工况性能得到明显改善。基于对变背压改造机组与常规联合循环机组的变工况性能分析,结合平准化发电成本模型LCOE对各机组的经济性进行了比较分析。结果表明:全生命周期的变背压改造机组的LCOE较常规联合循环机组大约降低0.007—0.012元/千瓦时。其中,天然气价格,年运行小时数及负荷率对机组的发电成本影响较大。