[發明專利]一種提高風電消納的大容量儲熱系統優化控制方法

在審

• 申請號: 201811194477.2
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109494784A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 邵寶珠;李家玨;李軍徽;付英男;邢志同;葛維春
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院;國網遼寧省電力有限公司;國家電網有限公司;東北電力大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/48
• 代理公司: 遼寧沈陽國興知識產權代理有限公司 21100
• 代理人: 何學軍;侯景明

1.一種提高風電消納的大容量儲熱系統優化控制方法，其特征是：包括以下步驟：

第1步：目標函數的構建：

第2步：電力系統約束：

第3步：熱負荷需求約束；

第4步：復合儲能系統約束；

第5步：儲熱控制策略。

2.根據權利要求1所述的一種提高風電消納的大容量儲熱系統優化控制方法，其特征是：所述目標函數的構建，包括：

含風電電網經濟調度以成本，主要考慮一次能源消耗成本，最小為調度目標，棄風嚴重；因此，為提高風電消納水平，目標函數中增加考慮棄風成本及常規機組污染排放的懲罰函數；

該目標函數在增加風電消納的同時對環境保護意義重大；因此，目標函數為：

式(1)中，S_c(i,t)為火力發電機組運行成本函數,萬元；S_e(k,t)為熱電機組運行成本函數，萬元；S為目標函數，萬元；M、N為各類機組臺數；λ為棄風成本懲罰系數；β為污染排放懲罰系數；P_w,qf(t)為t時刻棄風功率，MW；S_p(t)為t時刻排污懲罰函數；T為調度時間,h；t為t時刻；k為熱電機組k，i為機組i；

(1)火力發電機組運行成本函數；

對于純凝式火力發電機組，運行成本函數S_c(i,t)為：

式(2)中，F₁為火力發電機組運行成本函數，萬元；為機組i在t時刻發電功率；為機組i在t時刻啟停狀態；F₂為火力發電機組啟停成本函數，萬元；火電機組運行成本與啟停成本主要是其煤耗成本，因此，火電機組運行成本函數與煤耗量函數相似，均為發電出力的二次形式；

式(3)中，a_i、b_i、c_i為機組i運行成本系數；為機組i在t時刻啟停狀態；S_i為機組i啟動成本，萬元；為機組i在t時刻發電功率，為機組i在t-1時刻啟停狀態；

(2)熱電機組運行成本函數；

我國供熱機組主要以抽汽式機組為主，運行成本函數S_e(i,t)為：

式(4)中，a_k、b_k、c_k為熱電機組k運行的成本系數；為熱電機組k熱出力，MW；為熱電機組k電出力，MW；c_v,k為機組參數；

(3)懲罰函數；

懲罰函數主要包括棄風成本和常規機組污染排放的治理成本，通過增加目標函數的懲罰項來提高風電消納水平；污染排放懲罰主要與機組電出力與供熱出力有關。

3.根據權利要求1所述的一種提高風電消納的大容量儲熱系統優化控制方法，其特征是：所述電力系統約束，包括：

(1)電力電量平衡約束；

式(5)中，為t時刻火電機組與熱電機組電出力總和，MW；為t時刻并網風電功率，MW；為t時刻電鍋爐功率，MW；為t時刻電負荷需求，MW；

(2)機組出力約束；

抽汽式機組k出力約束：

式(6)中，P_e,min,k、P_e,max,k為抽汽式機組k在凝汽工況下最小、最大電出力，MW；c_m,k、c_v,k、K_k為機組參數；

純凝式機組i出力約束：

式(7)中，P_e,min,i、P_e,max,i為純凝式機組i最小、最大電出力；為純凝式機組i電出力；

(3)機組爬坡約束；

式(8)中，P_up,i、P_down,i為機組i向上和向下爬坡速率；為純凝式機組i在t時刻電出力；為純凝式機組i在t-1時刻電出力；

熱電機組通過改變鍋爐運行狀態可改變其輸出電、熱功率變化，故其電出力與熱出力爬坡速率可折算為不供熱情況下的電功率約束。