[發(fā)明專利]考慮熱負(fù)荷二維可控性的微網(wǎng)熱電協(xié)調(diào)調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710013387.8
• 申請(qǐng)日: 2017-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN107067146B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳錫祥;周志芳;鄭偉民;孫可;傅旭華;王蕾;李春;劉曌煜;黃晶晶;張西竹;郁家麟;葉承晉;潘弘;張全明;張平;胡哲晟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務(wù)所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發(fā)明公開了一種考慮熱負(fù)荷二維可控性的微網(wǎng)熱電協(xié)調(diào)調(diào)度方法。引入新熱源可以提高熱電聯(lián)供系統(tǒng)的調(diào)度靈活性，有助于提高間歇性可再生能源的吸納率，但是大量靈活性熱源意味著增加投資。本發(fā)明采用室內(nèi)熱舒適度指標(biāo)將熱負(fù)荷需求由傳統(tǒng)的曲線轉(zhuǎn)換為區(qū)間，使熱負(fù)荷需求在各時(shí)間點(diǎn)上具有彈性；采用自回歸滑動(dòng)平均模型描述供熱系統(tǒng)多時(shí)段間的耦合關(guān)系，使供熱量在時(shí)間軸上具有可調(diào)節(jié)性；將上述特性統(tǒng)稱為熱負(fù)荷的二維可控性，綜合考慮熱負(fù)荷的二維可控性，建立微網(wǎng)在孤網(wǎng)/并網(wǎng)模式下的熱電協(xié)調(diào)調(diào)度模型。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)熱?電的時(shí)間平移和優(yōu)化匹配，增大了可再生能源的利用效率，并減少了微網(wǎng)的運(yùn)行成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地說是一種考慮熱負(fù)荷二維可控性的微網(wǎng)熱電協(xié)調(diào)調(diào)度方法。

背景技術(shù)

微網(wǎng)是一種由負(fù)荷和微電源共同組成的系統(tǒng)，通過集中管理控制，可向用戶進(jìn)行冷熱電聯(lián)供，滿足用戶多樣化的需求，對(duì)外部大電網(wǎng)來說可看作一個(gè)受控單元。將微燃機(jī)引入微網(wǎng)，進(jìn)行熱電聯(lián)供(combined heat and power,CHP)，通過能源的梯級(jí)利用，熱電聯(lián)供總效率可達(dá)到90％，因此近年來以微型燃?xì)廨啓C(jī)為核心的熱電聯(lián)供系統(tǒng)在微網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。

然而熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組通常以“以熱定電”模式運(yùn)行，電-熱間的剛性耦合關(guān)系限制了其調(diào)度的靈活性。對(duì)于大電網(wǎng)而言，例如風(fēng)電比例較高的“三北”地區(qū)，富風(fēng)期與供熱期相重疊，為滿足冬季供熱需要，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組需優(yōu)先運(yùn)行，導(dǎo)致大量風(fēng)機(jī)被迫停轉(zhuǎn)棄發(fā)。對(duì)微網(wǎng)而言，由于微電源數(shù)目少、容量小，微燃機(jī)在發(fā)電容量中所占份額較大，“以熱定電”的運(yùn)行模式限制了微燃機(jī)的調(diào)峰能力，導(dǎo)致風(fēng)電、光伏等間歇性可再生能源更難以消納。

目前，已有一些學(xué)者針對(duì)微燃機(jī)熱-電的剛性耦合，以及微網(wǎng)中間歇性可再生能源電源的隨機(jī)性，研究微網(wǎng)的熱電聯(lián)供協(xié)調(diào)調(diào)度，其思路主要為引入熱源作為靈活性資源。引入新熱源可以提高熱電聯(lián)供系統(tǒng)的調(diào)度靈活性，有助于提高間歇性可再生能源的吸納率，但是大量靈活性熱源意味著增加投資。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種考慮熱負(fù)荷二維可控性的微網(wǎng)熱電協(xié)調(diào)調(diào)度方法，以有效減少熱-電間的剛性耦合關(guān)系，增大可再生能源的消納。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：考慮熱負(fù)荷二維可控性的微網(wǎng)熱電協(xié)調(diào)調(diào)度方法，其包括：

1)考慮用戶供熱舒適度的模糊性，提出采用室內(nèi)熱舒適度指標(biāo)將熱負(fù)荷需求由傳統(tǒng)的曲線轉(zhuǎn)換為區(qū)間，從而使熱負(fù)荷在各時(shí)間點(diǎn)上具有彈性；

2)考慮微網(wǎng)供熱系統(tǒng)的熱慣性，采用自回歸滑動(dòng)平均(ARMA)模型描述供熱系統(tǒng)多時(shí)段間的耦合關(guān)系，使供熱量在時(shí)間軸上具有可調(diào)節(jié)性；

3)將上述特性統(tǒng)稱為熱負(fù)荷的二維可控性，綜合考慮熱負(fù)荷的二維可控性，建立微網(wǎng)在孤網(wǎng)/并網(wǎng)模式下的熱電協(xié)調(diào)調(diào)度模型。

進(jìn)一步地，所述步驟1)中的室內(nèi)熱舒適度指標(biāo)采用以下公式描述，并限制其區(qū)間范圍：

其中，M為人體能量代謝率；W為人體所做的機(jī)械功率；f_cl為人體覆蓋服裝面積與裸露面積之比；h_c為對(duì)流熱交換系數(shù)；P_a為人體周圍空氣的水蒸氣分壓力；t_a、t_r、t_cl分別為人體周圍空氣溫度、平均輻射溫度和服裝外表面溫度。

本發(fā)明關(guān)注的是熱負(fù)荷需求，且溫度是人對(duì)室內(nèi)環(huán)境舒適度最直觀的感受，因此假設(shè)除人體周圍空氣溫度t_a外，其他參數(shù)均為給定值。同時(shí)，ISO7730推薦PMV值在±0.5之間，我國現(xiàn)有《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定PMV宜處于±1之間。

進(jìn)一步地，所述步驟2)中，微網(wǎng)供熱系統(tǒng)的熱慣性采用以下公式來描述供熱系統(tǒng)多時(shí)段間的耦合關(guān)系：