[發明專利]基于熱電聯產的光熱發電及熱電機組聯合調峰優化模型

有效

• 申請號: 201711406719.5
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108256670B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 汪寧渤;丁坤;董海鷹;房磊;李津;周識遠;陳釗;馬明;張健美;陟晶;黃蓉;張珍珍
• 申請（專利權）人: 甘肅省電力公司風電技術中心;國網甘肅省電力公司;蘭州交通大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/28
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 談杰

本發明涉及一種基于熱電聯產運行模式的光熱發電及熱電機組聯合調峰優化模型。具體包括：(1)分析光熱發電運行機理并根據其能量流動過程建立其簡化模型；(2)建立抽汽式熱電機組運行模型；(3)建立基于熱電聯產運行模式的光熱電站與熱電機組聯合系統運行模型；(4)根據系統中各機組運行約束，建立光熱發電調峰優化模型并求解。與傳統優化模型相比,本發明增加了系統熱平衡約束、熱電機組的熱電耦合約束及光熱電站運行約束等，有效解決了冬季供暖期電力系統低谷時段的棄風問題，提高了電力系統風電消納水平及系統運行經濟性。

技術領域

本發明涉及一種基于熱電聯產運行模式的光熱發電及熱電機組聯合調峰優化模型，屬于電力系統及其自動化領域。

背景技術

目前，“三北”地區在冬季供暖期由于系統調峰能力不足而導致的大量棄風問題已引起了全社會的關注。究其原因，主要在于熱電機組在“三北”地區所占比例較高，而該類機組在冬季供暖期由于“以熱定電”運行約束導致其調峰能力大大降低甚至喪失，從而無法為系統接納風電提供足夠的調峰容量。若在滿足供熱需求的條件下降低熱電機組承擔的熱負荷，即可提高其調峰能力。

近年來，光熱發電迅速發展，目前，典型光熱電站的蓄熱系統可支持電站在無光照條件下滿負荷發電15h，克服了傳統光伏電站晝發夜停的現象，具有良好的可調度性。同時，光熱電站可對自身出力進行快速調節，最快可達到每分鐘調節20％的裝機容量，遠高于普通火電機組每分鐘調節2％～5％的裝機容量，從而可為系統提供一定的爬坡支撐。除此之外，其大容量的蓄熱系統及快速充放熱機制可使其直接承擔系統中的部分熱負荷，從而在一定程度上解耦熱電機組“以熱定電”運行約束，提高熱電機組調峰能力，且不受供熱需求限制，也無需熱電廠單獨配置蓄熱系統。因此，其良好的可調度性及快速調節能力為它參與電力系統調峰及促進風電消納創造了得天獨厚的條件。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于熱電聯產運行模式的光熱發電及熱電機組聯合調峰優化模型。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種基于熱電聯產運行模式的光熱發電及熱電機組聯合調峰優化模型，包括以下步驟，

步驟1，分析光熱發電運行機理并根據其能量流動過程建立其簡化模型；

步驟2，建立抽汽式熱電機組運行模型；

步驟3，建立基于熱電聯產運行模式的光熱發電與熱電機組聯合系統運行模型；

步驟4，根據系統中各機組運行約束，建立聯合系統調峰優化模型并求解。

1.分析光熱發電運行機理并根據其能量流動過程建立其簡化模型

1.1)分析光熱發電運行機理；

光熱電站通常由3部分組成，光場(solar?field,SF)、蓄熱系統(thermal?storagesystem,TSS)和熱力循環(power?cycle,PC)。其中光場主要用于收集太陽能，按聚光形式的不同可分為槽式、塔式、蝶式及線性菲涅爾式；蓄熱系統主要用于存儲多余能量，以備光照不足時繼續支撐電站穩定運行；熱力循環部分包含一系列熱力學元件，從而進行朗肯循環，其中最主要的是汽輪機組。光場、蓄熱系統及熱力循環之間通過傳熱流體(heat-transferfluid,HTF)相互聯系，并進行能量的傳遞。目前主流的傳熱流體為熱導油，在光場中，傳熱流體可由低于300℃被加熱至高于390℃，再經輸熱管道與蓄熱系統及熱力循環部分進行熱交換，其中傳熱流體與蓄熱系統之間可進行雙向熱交換，從而實現對蓄熱系統的充放熱操作。

1.2)建立基于熱電聯產運行模式的光熱電站簡化模型；