[發(fā)明專利]一種考慮熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010099334.4
• 申請(qǐng)日: 2020-02-18
• 公開（公告）號(hào): CN111324849B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張新松;曹書秀;顧菊平;徐楊楊;陸勝男;郭曉麗;李智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/10
• 分類號(hào): G06F17/10;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

本發(fā)明公開了一種考慮熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，包括以下步驟：S1：設(shè)定電熱聯(lián)合系統(tǒng)參數(shù)；S2：設(shè)定電熱聯(lián)合系統(tǒng)日煤耗量最小為目標(biāo)函數(shù)，考慮能量平衡約束、電網(wǎng)運(yùn)行約束和熱網(wǎng)特性約束，建立考慮熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型；S3：采用非線性規(guī)劃求解器對(duì)電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型進(jìn)行求解，確定考慮熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度策略。由于考慮了熱網(wǎng)特性，本發(fā)明提出的電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法可充分發(fā)掘熱網(wǎng)儲(chǔ)熱能力，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行工況，增加熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組靈活調(diào)度空間，促進(jìn)風(fēng)電消納，并提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電熱聯(lián)合系統(tǒng)的運(yùn)行和控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種考慮熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著化石燃料的逐漸枯竭以及環(huán)境污染的日益加劇，加大以風(fēng)電為代表的可再生能源的開發(fā)與利用已成為世界各國(guó)的當(dāng)務(wù)之急。受電網(wǎng)調(diào)度資源的限制，我國(guó)部分電網(wǎng)，尤其風(fēng)電資源較為豐富的“三北”地區(qū)出現(xiàn)了較為普遍的“棄風(fēng)”現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了當(dāng)前可再生能源的持續(xù)發(fā)展。

對(duì)當(dāng)前“棄風(fēng)”現(xiàn)象進(jìn)行深入分析可發(fā)現(xiàn)：電力系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)這兩大能源系統(tǒng)相對(duì)割裂的調(diào)度、運(yùn)行模式是導(dǎo)致“棄風(fēng)”的重要原因之一。實(shí)際上，電力系統(tǒng)與熱力系統(tǒng)通過熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組耦合在一起，形成一個(gè)以電力系統(tǒng)為中心的多能源耦合系統(tǒng)。現(xiàn)階段，“棄風(fēng)”主要發(fā)生在“三北”地區(qū)的冬季供暖期，其中，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組均工作于“以熱定電”模式，其調(diào)峰能力受到了熱力系統(tǒng)的制約，直接降低了電力系統(tǒng)的整體調(diào)峰能力，進(jìn)而導(dǎo)致了電網(wǎng)運(yùn)行效率下降與大規(guī)模“棄風(fēng)”現(xiàn)象。針對(duì)該問題，本發(fā)明充分利用熱網(wǎng)特性，為提升系統(tǒng)調(diào)峰能力和風(fēng)電接納能力提供一種新的技術(shù)方案。

熱力系統(tǒng)由熱源、熱網(wǎng)和熱負(fù)荷三部分組成，承擔(dān)著熱力生產(chǎn)、輸送和交換的職能。其中，熱延遲和溫度損失是熱網(wǎng)特性的兩個(gè)主要表現(xiàn)形式，由于熱水在供熱管道內(nèi)流動(dòng)緩慢，供熱管道首端溫降較之末端溫降存在傳輸時(shí)延，這就表明了供熱管道內(nèi)儲(chǔ)存了一部分的熱能。此外，熱水由于與供熱管道外界環(huán)境存在溫差，在傳輸過程中進(jìn)行熱交換而產(chǎn)生了溫度損失。然而，現(xiàn)有研究在電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度僅考慮熱功率平衡約束，而忽略熱網(wǎng)特性對(duì)電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的影響，在一定程度上制約了電力系統(tǒng)對(duì)風(fēng)電的接納，增加了“棄風(fēng)”。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出了一種考慮熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法。以電熱聯(lián)合系統(tǒng)日煤耗量最小為目標(biāo)函數(shù)，考慮能量平衡約束、電網(wǎng)運(yùn)行約束和熱網(wǎng)特性約束，建立電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型，采用非線性規(guī)劃求解器對(duì)模型進(jìn)行求解，最終確定考慮熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度策略。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，采取的技術(shù)方案如下：

一種考慮熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，包括以下步驟：

S1：設(shè)定電熱聯(lián)合系統(tǒng)參數(shù)，所述系統(tǒng)參數(shù)包括：電、熱負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，風(fēng)電預(yù)測(cè)功率，風(fēng)電機(jī)組、火電機(jī)組、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，熱網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)；

S2：建立考慮熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型，包括：設(shè)定所述電熱聯(lián)合系統(tǒng)日煤耗量最小為目標(biāo)函數(shù)，分別考慮能量平衡約束、電網(wǎng)運(yùn)行約束和熱網(wǎng)特性約束；

S3：采用非線性規(guī)劃求解器對(duì)步驟S2得到的所述電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型進(jìn)行求解，確定考慮熱網(wǎng)特性的電熱聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度策略。

作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案：步驟S2中所述目標(biāo)函數(shù)采用公式(1)表示：

C＝min(C_H+C_R) (1)

公式(1)中，C為系統(tǒng)日煤耗量；C_H為火電機(jī)組日煤耗量；C_R為熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組日煤耗量；

其中，火電機(jī)組日煤耗量C_H采用公式(2)表示：