[發明專利]一種風電供暖的區域規劃方法

有效

• 申請號: 201410705803.7
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104408563B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 陳磊;丁茂生;徐飛;寧波;王曉;蘇明昕;黃鵬;馬天東;田志浩;蘇波;張杰;劉一峰
• 申請（專利權）人: 國網寧夏電力公司;清華大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本發明涉及新能源與節能技術領域，尤其涉及一種風電供暖的區域規劃方法。

背景技術

近年來，我國的風電產業發展迅速，風電機組的裝機容量已位居世界前列。但是隨著風電產業的快速發展我國的部分風資源富集區域也面臨著棄風問題，風電消納陷入困境。根據國家能源局統計數據顯示，2013年全國的風電棄風電量達到了162億千瓦時。尤其是在我國“三北區域”(東北、華北、西北)，冬季供暖期由于熱電聯產機組受以熱定電運行模式的約束，夜間時段具有較高的強迫出力極大降低了系統調節能力，為保證系統安全穩定運行，造成了大量棄風。不僅浪費了大量的清潔能源，也大量消耗化石能源并排放污染物。采用風電供暖，可以減少棄風并實現節能減排，效益巨大，目前發展迅速。但是，如果風電清潔供暖使用的不是棄風電量，從能源利用的角度考慮出發則不經濟，但是風電出力具有間歇性和不穩定性，和穩定的供暖需求之間不匹配，因此只是用風電供暖也很難達到供暖的要求。

發明內容

本發明提供一種風電供暖的區域規劃方法，根據待規劃區域的實際風資源數據、風電出力數據、熱負荷需求數據評價該區域施行風電供暖的可行性，并定量計算可供暖面積以及所需要配置的儲熱裝置的容量大小，從而可以實現使用風電進行供暖。

根據上述目的，本發明提供了一種風電供暖的區域規劃方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、獲取待規劃區域的一個供暖期內的風功率預測曲線和風電實際出力曲線，根據所獲取的風功率預測曲線和風電實際出力曲線計算供暖期內所述待規劃區域的棄風電量：

S2、判斷所述棄風電量是否大于設定的閾值，是，則認為在該區域可以實施風電清潔供暖，進行下一步，否則放棄；

S3、根據所述棄風電量計算所述帶規劃區域中可供暖區域的面積；

S4、根據所述可供暖區域的面積計算所需要的儲熱裝置的容量；

S5、根據所述供棄風電量和儲熱裝置的容量，在可供暖區域內設計風電清潔供暖。

其中，根據所獲取的風功率預測曲線和風電實際出力曲線P_W(t)計算供暖期內所述待規劃區域的棄風電量的過程為：

在t時段內，所述待規劃區域的棄風功率的計算公式為：

一年內所述待規劃區域的棄風電量為：

其中，所述t＝1,2,…,N，N為風功率預測曲線和風電實際出力曲線的采樣點數。

其中，所述步驟S3具體包括：

根據所述待規劃區域的單位面積供暖熱負荷指標q和供暖期天數M，計算所述待規劃區域的單位面積供暖期能耗：E＝24·q·M·10^-3；

根據所述待規劃區域的單位面積供暖期能耗計算所述可供暖區域的面積：

其中，所述步驟S4具體包括：

獲取所述可供暖區域的日風電出力曲線和供暖負荷曲線并進行標幺化處理；

計算標幺化處理后的日風電出力曲線和供暖負荷曲線的相關系數，并根據所述相關系數計算延時相關系數；

根據所述延時相關系數計算所述可供暖區域所需要的儲熱裝置的容量。

其中，所述標幺化處理后的日風電力曲線為：

所述標幺化處理后的供暖負荷曲線為：

其中，所述相關系數的計算公式為：

根據所述相關系數的計算公式計算所述延時相關系數的公式為：

其中，為標幺化日風電出力曲線的平均值，為標幺化供暖負荷曲線的平均值，t_delay表示熱負荷延時時間。

其中，根據所述延時相關系數計算所述可供暖區域所需要的儲熱裝置的容量的具體過程包括：

計算當所述延時相關系數取得最大值時的熱負荷延時時間

根據所述當所述延時相關系數取得最大值時的延時相關系數計算需要的儲熱裝置的容量為

本發明所述的風電供暖的區域規劃方法，根據年時間尺度的風資源特性曲線和年尺度的風電實際出力曲線計算待規劃區域限電棄風總量以對實施風電供暖的可行性進行評估，并計算風電供暖的面積，根據風電出力典型日特性和熱負荷典型日特性之間的延時相關系數計算，確定所配置的儲熱裝置容量的大小，從而可以實現在一定的區域內進行風電供暖。另外，本方法在不同的時間尺度下綜合考慮了風電出力、風資源特性以及熱負荷需求的具體影響，從而可以合理地利使用棄風電量進行供暖，實現了資源的充分利用。

附圖說明