[發明專利]一種停電不停暖的蓄熱式電采暖優化控制方法

在審

• 申請號: 202010140555.1
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111457463A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 穆云飛;張嘉睿;賈宏杰;余曉丹;霍現旭;李樹鵬;戚艷;王旭東;于建成
• 申請（專利權）人: 天津大學;國網天津市電力公司
• 主分類號: F24D19/10
• 分類號: F24D19/10;F24D13/04;F24D15/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

本發明公開了一種停電不停暖的蓄熱式電采暖優化控制方法，所述方法包括：將蓄熱水箱中部分熱量用于滿足停電時段熱負荷需求而不參與日常供熱，獲取停電時段最小供暖負荷計算模型；基于最小供暖負荷計算模型構建蓄熱式電采暖優化調度模型，包括：目標函數和約束條件；當出現故障停電時，由計算得出的停電時段最小供暖負荷繼續滿足房屋熱負荷需求；從停電故障發生時刻起，維持用戶設定時長的房屋熱負荷需求，保持室內舒適度。

技術領域

本發明涉及蓄熱式電采暖領域，尤其涉及一種停電不停暖的蓄熱式電采暖優化控制方法，在保障電網故障下的持續供暖的同時，降低供暖費用。

背景技術

蓄熱式電采暖因其特有的蓄熱能力，可打破傳統電采暖“以熱定電”的運行方式^[1]。一方面，用戶可通過在谷電時段蓄熱以降低用能成本；同時也可通過蓄熱量的優化以保障停電時段的可靠持續用暖。在該領域，國內外學者已開展了大量的研究：文獻[2]利用房屋熱平衡的RC(Resistor-Capacitance)型測算供熱負荷需求，進而對蓄熱水箱的容量進行優化配置；文獻[3]構建了蓄熱式電采暖的經濟優化調度模型，對蓄熱和放熱時段進行了優化分配，用戶用能成本顯著降低；文獻[4]提出了一種考慮熱舒適度的蓄熱式電采暖電熱聯合調度模型，可在用戶可接受溫度范圍內優化電熱功率，用能經濟性進一步提升。

然而，上述研究均建立在電網安全運行前提下，對故障停電導致的供暖中斷問題考慮較少。當前國內外針對停電期間的供暖保障問題已提出了一些具體措施：如利用熱能傳輸過程中的蓄熱能力保持一定熱功率供應^[5][6]，通過蓄熱設備改造，挖掘水溫余熱中的蓄熱余量維持一定供暖水平^[7]，或依靠房屋自身蓄熱特性來保障用戶的基本供暖需求^[8][9]等。目前工程上常用的是提升供電搶修效率，配置應急供電車等手段，然而，以上方法均為被動應對停電停暖問題，具體表現為系統蓄/放熱行為僅考慮電網正常運行情況下，利用低谷電價降低用能成本，限制了蓄熱式電采暖在電網故障時段維持持續供暖的能力。考慮到蓄熱式電采暖在電網故障時，可基于低成本小容量的備用電源，利用所蓄熱量維持一定的供暖水平，在如何調整單一追求經濟性的做法，通過蓄熱式電采暖系統蓄/放熱行為的優化來提升供暖可靠性的方面，有待深入研究。

參考文獻

[1]劉輝,劉強,張立,等.考慮需求側協同響應的熱電聯供微網多目標規劃[J].電力系統保護與控制,2019,47(5):43-51.

[2]Baeten B,Rogiers F,HelsenL.Reduction of heat pump induced peakelectricity use and required generation capacity through thermal energystorage and demand response[J].Applied Energy,2017,195:184-195.

[3]Terlouw T,AlSkaif T,Bauer C,et al.Optimal energy management inall-electric residential energy systems with heat and electricity storage[J].Applied Energy,2019,254.

[4]劉洪,王亦然,李積遜,等.考慮建筑熱平衡與柔性舒適度的鄉村微能源網電熱聯合調度[J].電力系統自動化,2019,43(9):50-58.

[5]王晉達,周志剛,趙加寧,等.集中供熱管網的蓄熱模式與蓄熱能力評估[J].暖通空調,2019,49(1):46-51+88.

[6]王明軍,穆云飛,孟憲君,等.考慮熱能輸運動態特性的電–熱綜合能源系統優化調度方法[J/OL].電網技術:1-11[2019-11-14].https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2019.1097.