[發明專利]建筑物綜合供熱提高風電消納的熱電聯合系統調度方法

有效

• 申請號: 201811228355.0
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109447450B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 陳剛;李振宇;高陽;許傲然;杜三恩;王鑫;馬貴波;李成偉;周喆;葉青
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司阜新供電公司;國家電網有限公司;沈陽工程學院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所(普通合伙) 21225
• 代理人: 李輝

本發明涉及一種建筑物綜合供熱提高風電消納的熱電聯合系統調度方法，包括：預測下一時段風電功率增量；如果風電功率增量為正，則首先按序依次降低分產熱電機組出力；如果沒有分產熱電機組出力可降低，則按序依次降低聯產機組熱功率及電功率出力；如果風電功率增量為負，則首先按序依次增加聯產機組熱功率及電功率出力；如果沒有聯產機組出力可增加，則按序依次增加分產機組出力；計算下一時段各建筑物取暖電功率及取暖熱功率，以及整個電熱聯合系統功率分布；校核是否存在功率越限情況。本發明的技術方案適用于風電充裕、氣溫嚴寒地區冬季供暖期電熱聯合系統綜合調度，結合熱力集中供暖和電力分散取暖，利用供熱管網和建筑物熱慣性，增加了電熱聯合系統整體靈活性和調峰空間，有助于提高對風電的消納。

技術領域

本發明涉及一種電力系統的模擬與計算領域的方法，具體設計一種建筑物綜合供熱提高風電消納的熱電聯合系統調度方法。

背景技術

隨著化石燃料的減少和環境問題的加劇，風力發電作為一種清潔可再生的發電方式，在世界各國的推動下得到了迅速發展。截至2017年底，我國風電累計裝機容量已達1.88億kW。然而，伴隨著風電裝機容量的大幅提升，也產生了較明顯的棄風問題。2017年前三季度，中國累計棄風電量29.55TWh，雖然較2016年同期相比雖有所下降，但部分省份和地區棄風問題仍十分突出。系統調峰能力不足、火電機組靈活性改造完成度不夠且參與調峰積極性不高是造成這一問題的主要癥結之一。

在我國風電裝機集中的東北、華北、西北地區，棄風現象更為突出。分析其棄風產生的原因，一方面，電網結構不合理，具備靈活調節能力的電源比例明顯不足，存在調峰困難，在冬季供暖期，熱電聯產機組總量大、比例高，“以熱定電”的運行模式進一步降低了調節能力，風電作為清潔能源雖享有優先調度權，但其上網空間仍嚴重受限。尤其在冬季夜間，熱負荷需求高而電負荷需求低，為保證供暖需求，熱電聯產機組出力增加。此時，風電機組正值較高出力水平，由于系統內電功率實時平衡，當調峰機組出力達到極限時，無法為風電提供更多的上網空間；另一方面，風電裝機容量持續增加，當地電負荷需求總量小，消納能力不足。此時只能依靠集中外送方案進行解決，然而，風電富集區域多地處偏遠，對高壓輸電線路建設周期過長且尚未完善，風電遠距離輸送受到阻礙，從而造成較大的棄風量。

英國、瑞典等國家通過電力市場改革和政策傾斜，提高發電集團的自主權，實現風電的大規模并網。該政策背景下，風電場與其他靈活電網或儲能方式進行聯合，實現優勢互補的自調節，是實現風電消納、降低能源消耗的重要手段。中國目前缺乏成熟的促進清潔能源消納的市場機制，市場配置資源的決定性作用未能充分發揮。

技術上的主要研究方向是解耦CHP機組“以熱定電”的工況約束，提高系統靈活性，從而擴展風電上網空間。這些方法主要可分類為：

(1)在熱電廠配置儲熱裝置。有文獻提出在熱電廠配置儲熱裝置從而降低熱電耦合程度，并計及上網電價的影響因素，考慮燃料成本和環境成本建立了優化調度模型，保證了系統運行的經濟性。

(2)建設同時面向熱電聯產機組的調度系統和面向終端用戶采暖方式管理的控制系統，針對終端用戶的采暖方式進行需求側管理，讓終端用戶的采暖負荷在由采暖熱水和電力供給之間轉換，實現遠程開閉熱水式采暖散熱器和開閉對應空調熱泵采暖。

(3)根據供熱管網以及建筑物熱遲滯性的特點，在現有條件下，對供熱系統的熱力工況進行定量分析，在保證供熱質量的前提下，對調整供熱機組輸出功率的可行性進行了分析。保證受熱端供熱質量直接體現在對采暖建筑物室溫變化范圍的要求上，而在實際熱網系統中，室溫受某時段供熱量改變的影線并不顯著，是過去多個時段熱網供熱量共同作用的結果，這就是供熱系統的熱遲滯性。

(4)增加電化學儲能裝置，在風電高峰時段儲存電力，在峰荷時段放出電力，從而增加對風電的消納。

(5)新建風電外送通道，實現風電跨區消納。但新建通道周期長，投入資金巨大，并且對于受電地區來說會增加較大的經濟負擔，實際推行困難。