[發明專利]一種計及調峰成本的含儲熱光熱電站儲熱容量配置方法

有效

• 申請號: 201710314963.2
• 申請日: 2017-05-07
• 公開（公告）號: CN107425537B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 崔楊;楊志文;張節潭;嚴干貴;仲悟之
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

1.一種計及調峰成本的含儲熱光熱電站儲熱容量配置方法，其特征是，以完全消納光熱發電為前提，從光熱電站運行特性入手，分析光熱發電并網對電網調峰產生的影響，以經濟性為基礎，找到調峰成本與儲熱容量的平衡點，具體包括以下步驟：

1)儲熱光熱電站的運行特性分析

儲熱光熱電站含有儲熱系統，能夠對熱量進行存儲；

2)光熱電站并網對電網調峰產生的影響分析

光熱電站并網時將其視為負負荷，得到并網后的等效負荷：

P_D＝P-P_csp (1)

其中：P_D為光熱電站并網后的電網等效負荷；

P為電網原始負荷；

P_csp為光熱電站輸出功率；

儲熱容量影響著光熱電站儲熱系統轉移電量的能力大小，以及對調峰壓力的削減能力和調峰成本；

3)光熱電站儲熱容量配置方法

在完全消納光熱發電的前提下，綜合考慮調峰成本與儲熱成本，得到綜合成本目標函數：

minf＝e′(ΔP′)+C_cb(C) (2)

其中：f為含儲熱光熱電站并網后的綜合成本；

e'為含儲熱光熱電站并網后的調峰成本；

C_cb為光熱電站儲熱系統的儲熱成本；

C為儲熱容量；

ΔP'為火電機組最小常規出力與含儲熱光熱電站并網后電網調峰造成的火電機組非常規出力的差值；

當電網全部消納光熱電站的發電量時，為滿足電網的調度需求，火電機組將進行非常規出力，造成調峰成本；此時，調峰成本由燃料成本，運行維護成本，熱損失成本三部分組成；其中，燃料成本指火電機組非常規出力時所需大量助燃油造成的成本；運行維護成本指火電機組非常規出力時的損傷、壽命期限的降低所造成的成本；熱損失成本指調峰過程中機組快速降低出力造成熱量損失的成本；

含儲熱光熱電站并網后的調峰成本計算公式為(3)式：

e′(ΔP′)＝e′₁(ΔP′)+e′₂(ΔP′)+e′₃(ΔP′) (3)

其中：e′₁為含儲熱光熱電站并網后調峰所需的燃料成本；

e′₂為含儲熱光熱電站并網后調峰造成的運行維護成本；

e′₃為含儲熱光熱電站并網后調峰造成的熱損失成本；

含儲熱光熱電站并網后調峰所需的燃料成本e′₁，計算公式為(4)式：

其中：t為時間；

a₁，a₂為火電機組燃料成本系數；

T′₁，T′₂分別為一天內含儲熱光熱電站并網后火電機組由于電網調峰造成的非常規出力的起始時間與結束時間；

含儲熱光熱電站并網后調峰造成的運行維護成本e′₂，計算公式為(5)式：

其中：b為火電機組最小常規出力到非常規出力單位調節電量的運行維護成本；

含儲熱光熱電站并網后調峰造成的熱損失成本e′₃，計算公式為(6)式：

其中：c為火電機組最小常規出力到非常規出力單位調節電量的熱損失成本；

火電機組最小常規出力與含儲熱光熱電站并網后電網調峰造成的火電機組非常規出力的差值ΔP'，其計算公式為(7)式：

其中：W_c為一天內光熱電站儲熱系統的轉移電量；

T₁，T₂分別為一天內不含儲熱光熱電站并網后火電機組由電網調峰造成的非常規出力的起始時間與結束時間；

ΔP為火電機組最小常規出力與不含儲熱光熱電站并網后電網調峰造成的火電機組非常規出力的差值；

光熱電站儲熱系統日轉移電量W_c，計算公式為(8)式：

W_c＝(1-γ)×η×C (8)

其中：γ為儲熱系統熱損失率；

η為儲熱系統熱電轉換效率；

當光熱電站不含儲熱系統時，不能對出力進行調節，并網后為應對電網調峰需求將會造成火電機組非常規出力，此時火電機組最小常規出力與非常規出力的差值為ΔP，其計算公式為(9)式：

ΔP(t)＝P_min-P_D(t) t∈(T₁,T₂) (9)

其中：P_min為火電機組的最小常規出力；

不含儲熱光熱電站并網后的各項調峰成本計算公式為(10)式-(12)式：

其中：e₁為不含儲熱光熱電站并網后調峰所需的燃料成本；

e₂為不含儲熱光熱電站并網后調峰造成的運行維護成本；

e₃為不含儲熱光熱電站并網后調峰造成的熱損失成本；

儲熱成本與儲熱容量成正比，儲熱成本計算公式為(13)式：

C_cb＝K_b×C(C＜C_max) (13)

式中：K_b為儲熱系統平均每天單位儲存容量所需成本；

C_max為儲熱系統的日最大儲熱容量；

儲熱系統平均每天單位儲存容量所需成本K_b的計算公式為(14)式：

式中：B為運行年限內儲熱系統單位儲存容量所需成本；

n為儲熱系統的運行年限。