[發(fā)明專利]一種面向風(fēng)電消納的考慮熱負(fù)荷彈性及熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合調(diào)度模型

在審

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• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN110232640A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林俐;顧嘉;張玉
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06F17/50
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種面向風(fēng)電消納的考慮熱負(fù)荷彈性及熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合調(diào)度模型，包括以下步驟：(1)分析采暖用戶的用熱舒適度，根據(jù)用戶晝夜舒適度要求的不同設(shè)定PMV分段限定范圍；(2)考慮熱負(fù)荷的需求彈性，將傳統(tǒng)熱平衡等式約束轉(zhuǎn)化為區(qū)間約束；(3)以總煤耗最小且最大限度接納風(fēng)電為優(yōu)化目標(biāo)，建立考慮熱網(wǎng)特性及熱負(fù)荷彈性的電熱聯(lián)合調(diào)度模型。該模型有利于拓寬通過挖掘需求側(cè)的調(diào)節(jié)潛力來促進(jìn)風(fēng)電消納的新思路，為風(fēng)電并網(wǎng)下的電熱經(jīng)濟(jì)調(diào)度提供參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電熱優(yōu)化調(diào)度領(lǐng)域，具體涉及一種面向風(fēng)電消納的考慮熱負(fù)荷彈性及熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合調(diào)度模型。

背景技術(shù)

隨著化石能源的日益枯竭和環(huán)境污染問題的加劇，國內(nèi)外節(jié)能減排力度不斷加大，風(fēng)電等可再生清潔能源得到迅猛發(fā)展。然而風(fēng)電具有隨機(jī)性、波動性和難以預(yù)測性，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)給電力系統(tǒng)調(diào)度帶來了巨大挑戰(zhàn)。我國“三北”地區(qū)電力系統(tǒng)多以火電機(jī)組為主，在大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)后面臨著日趨嚴(yán)重的系統(tǒng)調(diào)峰和風(fēng)電消納問題，特別在供暖季，在高采暖負(fù)荷的要求下，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組往往被要求按“以熱定電”模式運(yùn)行，使得系統(tǒng)的調(diào)峰能力進(jìn)一步降低。針對該問題，深度挖掘熱網(wǎng)側(cè)與熱負(fù)荷側(cè)彈性以提高風(fēng)電上網(wǎng)空間是一個(gè)新思路。

熱力系統(tǒng)是熱電聯(lián)合系統(tǒng)的重要組成部分，由熱源、熱網(wǎng)和熱負(fù)荷構(gòu)成。在熱網(wǎng)方面，由于熱輻射等因素的存在，熱水在熱網(wǎng)的傳輸過程中存在熱衰減，同時(shí)熱網(wǎng)中的熱量傳輸具有延時(shí)性，二者共同構(gòu)成了熱網(wǎng)特性。而在熱負(fù)荷方面，供熱用戶對溫度舒適度的感知具有一定彈性，當(dāng)供熱溫度在一定范圍內(nèi)改變時(shí)不會影響用戶的用熱體驗(yàn)。且供熱過程中受熱介質(zhì)的溫度變化在時(shí)間上通常滯后于傳熱介質(zhì)的溫度變化，這種熱慣性這使得采暖建筑在停止供熱的一段時(shí)間內(nèi)仍能保持舒適的溫度。因此，可將采暖熱負(fù)荷視為電力系統(tǒng)的靈活“電源”，在電熱調(diào)度中考慮熱用戶的用熱舒適度彈性，將為風(fēng)電提供更多的風(fēng)電上網(wǎng)空間，有效增強(qiáng)風(fēng)電高發(fā)時(shí)段系統(tǒng)的消納能力。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有研究的不足，本發(fā)明提出了一種面向風(fēng)電消納的考慮熱負(fù)荷彈性及熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合調(diào)度模型，為風(fēng)電并網(wǎng)下的電熱調(diào)度提供新思路。

本發(fā)明內(nèi)容說明如下：

步驟一：分析采暖用戶的用熱舒適度，根據(jù)用戶晝夜舒適度要求的不同設(shè)定PMV分段限定范圍；

S1：熱舒適度與熱慣性：

供熱過程中，受熱介質(zhì)的溫度變化通常滯后于傳熱介質(zhì)的溫度變化，這種熱慣性使得采暖建筑在停止供熱的一段時(shí)間內(nèi)仍能保持舒適的溫度；此外，用戶對溫度舒適度的感知也具有一定彈性，當(dāng)供熱溫度在一定范圍內(nèi)改變時(shí)不會影響用戶的用熱體驗(yàn)；基于這種熱感知的模糊性與采暖建筑的熱慣性，采暖熱負(fù)荷可視為電力系統(tǒng)的靈活“電源”，利用熱負(fù)荷的彈性，犧牲用戶部分可接受范圍內(nèi)的熱舒適度，能夠?yàn)轱L(fēng)電提供更多的彈性上網(wǎng)空間，增強(qiáng)系統(tǒng)在風(fēng)電高發(fā)時(shí)段的消納能力，進(jìn)一步提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性；

S2：根據(jù)用戶晝夜舒適度要求的不同設(shè)定PMV分段限定范圍；

引入PMV指標(biāo)表征用戶的熱舒適度彈性，PMV指標(biāo)以7級標(biāo)尺對應(yīng)人體的7種熱感覺，PMV值為0時(shí)對應(yīng)人體的最佳熱舒適狀態(tài)，PMV為+1，+2，+3分別表示稍暖、暖與熱，PMV為-1，-2，-3分別表示稍涼、涼與冷。根據(jù)ISO7730標(biāo)準(zhǔn)，PMV指標(biāo)在±0.5之間波動時(shí)，用戶不會感覺到溫度變化的明顯差異；而中國現(xiàn)有《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》中限定PMV處于±1之間，也可滿足冬季室內(nèi)用戶的用熱舒適度需求。由于用戶在白天活動頻繁，熱感知能力相對夜間更為靈敏，對舒適度的要求相對較高，而夜間對舒適度要求可適當(dāng)放寬，因此本發(fā)明對PMV值進(jìn)行分時(shí)限定。

步驟二：考慮熱負(fù)荷的需求彈性，將傳統(tǒng)熱平衡等式約束轉(zhuǎn)化為區(qū)間約束：

傳統(tǒng)熱平衡約束為等式約束，即供熱量與需求量時(shí)刻相等：

ΣQ_CHP+ΣQ_E＝ΣQ_L (1)