[發明專利]計及蓄熱式電采暖規模化接入的配電網承載能力評估方法

有效

• 申請號: 202011064474.4
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112234614B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 宋盼盼;張宇萱;吳定宸;徐飛;陳磊;閔勇;程特;丁恒春;周麗霞;魏名山
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京理工大學;國家電網有限公司;國網冀北電力有限公司計量中心
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;G06Q10/06;G06Q50/06;F24D19/10
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本發明公開的計及蓄熱式電采暖規模化接入的配電網承載能力評估方法，屬于蓄熱式電采暖、配電網技術領域。本發明基于城市不同用戶類型對供暖需求的差異性，對不同功能區的蓄熱式電采暖接入配電網承載能力進行單獨分析；通過建立電采暖負荷時間和空間模型，得到不同功能區的蓄熱式電采暖負荷時空分布，求得蓄熱式電采暖用電負荷峰值，最終得到蓄熱式電采暖用電同時率；基于配電變壓器負載能力、用戶基礎用電負荷及不同應用環境，以蓄熱式電采暖設備臨界滲透率作為評估指標，對配電網承載能力進行評估，從而合理規劃蓄熱式電采暖設備的配電網接入量，解決蓄熱式電采暖負荷與配電網現有承載能力不匹配而造成的配電網運行安全問題。

技術領域

本發明涉及一種計及蓄熱式電采暖規模化接入的配電網承載能力評估方法，屬于蓄熱式電采暖、配電網技術領域。

背景技術

電采暖作為新興采暖技術，目前在歐美國家已較為普遍應用。近年來，為解決我國北方地區冬季燃煤采暖造成的環境污染問題，電采暖得到廣泛關注與大力發展。電采暖因布置、運行、供暖方式靈活，提高了電能在終端能源消費的比重。電采暖方式包括電鍋爐等集中式采暖設施、發熱電纜、電熱膜等分散式電采暖設施以及各類電驅動熱泵。截至2019年底，京津冀地區共完成“煤改電”219.6萬戶，有效支撐了藍天保衛戰的勝利。

煤改電實施過程中存在一些亟需解決的關鍵問題。一是相對于其他用電負荷，電采暖設備接入配電網，用電功率大，用電同時率高，疊加效應明顯，運行時峰值功率大，對配電網的承載能力要求高。老舊地區進行“煤改電”時，配電網往往需要擴容改造，投資成本和建設難度顯著增大，嚴重制約電采暖發展。二是電采暖設備屬于典型的季節性負荷，我國北方地區供暖季長，制熱需求大。但夏季時間相對較短，制冷需求較小，夏季空調負荷沒有供暖季的電采暖負荷大。因此，電采暖負荷大規模接入后，會造成供暖季線路負荷重載，非供暖季線路負荷輕載的現象，嚴重影響電網的運行效率，降低配電網的資產利用率。

規模化電采暖設備接入電網，產生的不利影響主要概括為兩個方面：一是電采暖設備數量的急劇增加，與之配套的變電設施也將逐漸增多，這使得配電網的結構以及負荷性質發生了改變，傳統配電網的規劃準則無法滿足規模化電采暖設備的接入。二是大規模電采暖設備接入電網用電，會出現配電網負荷“峰上加峰”的情況，極大增加電網壓力，限制了配電網的承載能力。具體而言，電采暖負荷主要影響配電網的電能質量和經濟運行兩個方面。關于對電能質量的影響，由于電采暖設備用電行為與環境變化及居民生活作息規律密切相關，所以日常用電高峰可能與電采暖設備用電負荷接入電網充電時間重疊，這使得配電網負荷加重，電壓降落增加，從而導致電壓不能滿足相應標準，情況嚴重將會出現電壓失穩的狀況。經濟運行方面，大量電采暖設備會增加配電網的網絡損耗和縮短變壓器的使用壽命。大量電采暖設備在冬季集中用電會導致對應配電網節點功率需求增多，從而使得供電線路損耗增加，加劇配電網的“擁堵”，嚴重時會導致局部區域配電網過載運行。所以，研究蓄熱式電采暖接入配電網時對配電網承載能力的影響并提出配電網承載能力評估方法是必要的。截止目前，與蓄熱式電采暖規模化接入后對配電網承載能力研究相關的專利鮮有公開。

發明內容

本發明公開的計及蓄熱式電采暖規模化接入的配電網承載能力評估方法要解決的技術問題：基于城市不同用戶類型對供暖需求的差異性，對不同功能區的蓄熱式電采暖接入配電網承載能力進行單獨分析；通過建立電采暖負荷時間和空間模型，得到不同功能區的蓄熱式電采暖負荷時空分布，求得蓄熱式電采暖用電負荷峰值，最終得到蓄熱式電采暖用電同時率；基于配電變壓器負載能力、用戶基礎用電負荷及不同應用環境，以蓄熱式電采暖設備臨界滲透率作為評估指標，對配電網承載能力進行評估，從而合理規劃蓄熱式電采暖設備的配電網接入量，解決蓄熱式電采暖負荷與配電網現有承載能力不匹配而造成的配電網運行安全問題。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的：