[發(fā)明專(zhuān)利]一種提高風(fēng)電消納的固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能協(xié)調(diào)調(diào)度與控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110363210.7
• 申請(qǐng)日: 2021-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112993997A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王暉;劉健;紀(jì)秀;安銀平;董桂林;呂帥帥;王春松
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 長(zhǎng)春工程學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/00;H02J3/46;H02J3/38;H02J3/28;H02J3/32
• 代理公司: 哈爾濱龍科專(zhuān)利代理有限公司 23206
• 代理人: 王新雨

一種提高風(fēng)電消納的固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能協(xié)調(diào)調(diào)度與控制方法，屬于風(fēng)電消納技術(shù)領(lǐng)域。所述方法為：確定固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化協(xié)調(diào)控制方法；根據(jù)棄風(fēng)特性、考慮電力系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)的約束條件確定固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能混合系統(tǒng)雙層優(yōu)化模型；建立固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能系統(tǒng)雙層模型目標(biāo)函數(shù)；根據(jù)混合系統(tǒng)運(yùn)行特性建立固態(tài)儲(chǔ)熱、電池儲(chǔ)能和電力電量平衡約束條件；確定固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能系統(tǒng)雙層模型目標(biāo)函數(shù)的模糊隸屬度函數(shù)，對(duì)應(yīng)每個(gè)目標(biāo)函數(shù)的滿(mǎn)意度；利用模糊算法求取兩個(gè)滿(mǎn)意度值；根據(jù)平均值，得出固態(tài)儲(chǔ)熱裝置容量與效率，儲(chǔ)能電池容量與效率最優(yōu)配置結(jié)果。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了電加熱、電儲(chǔ)能與供暖解耦，利用固態(tài)儲(chǔ)熱裝置，高效地解決清潔能源消納問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)電消納技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高風(fēng)電消納的固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能協(xié)調(diào)調(diào)度與控制方法。

背景技術(shù)

為了有效降低“三北”地區(qū)的棄風(fēng)嚴(yán)重造成的風(fēng)電能的損失，提高可再生能源的利用及環(huán)保社會(huì)效益，更是為更好解決地區(qū)能量需求與電力供應(yīng)不匹配的問(wèn)題，目前大多數(shù)采用的方法是蓄熱鍋爐加蓄熱水箱的形式來(lái)解耦“以熱定電”的模式，增加棄風(fēng)消納，還有將蓄電池與電鍋爐相結(jié)合的形式提高棄風(fēng)消納的空間和靈活性。雖然這種模式技術(shù)比較成熟而且成本不高，但由于水的密度比較小，儲(chǔ)存的熱量會(huì)受到飽和溫度的限制，會(huì)存在體積大、熱效率低和控制復(fù)雜等問(wèn)題。因此，近年來(lái)固態(tài)儲(chǔ)熱技術(shù)越來(lái)越多的進(jìn)入高校和企業(yè)的研究熱點(diǎn)。

傳統(tǒng)供熱主要是依靠燃料(燃煤、燃油、燃?xì)?、電能、水等來(lái)供熱，其中燃煤、燃油、燃?xì)舛紩?huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。目前最常用的是熱電聯(lián)產(chǎn)供熱，經(jīng)濟(jì)節(jié)能并較高的環(huán)境保護(hù)，但項(xiàng)目建設(shè)周期長(zhǎng)，投資大，更重要的是工業(yè)不靈活，以熱定電。在固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能混合系統(tǒng)中，很大程度上提高了風(fēng)電消納，但同時(shí)也增加了相應(yīng)的成本。亟需開(kāi)發(fā)出一種控制方法，解決棄風(fēng)嚴(yán)重問(wèn)題，也能提高混合系統(tǒng)運(yùn)行的效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種提高風(fēng)電消納的固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能協(xié)調(diào)調(diào)度與控制方法，其目的是為了解決能源生成和使用在時(shí)間上的不匹配，分析了調(diào)度模型的效用經(jīng)濟(jì)收益和潛在收益；固態(tài)儲(chǔ)熱消納棄風(fēng)能力有限，提高系統(tǒng)風(fēng)電消納能力，分析了固態(tài)儲(chǔ)熱與電儲(chǔ)能系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化模型的整體經(jīng)濟(jì)性，該方法是基于規(guī)模化固態(tài)儲(chǔ)熱的多能源協(xié)調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，具體是利用固態(tài)儲(chǔ)熱儲(chǔ)能技術(shù)解決棄風(fēng)消納的方法，其通過(guò)配置電池和儲(chǔ)熱模塊容量大小，即固態(tài)儲(chǔ)熱實(shí)現(xiàn)利用棄風(fēng)電量提供清潔供熱，電池儲(chǔ)能緩沖能量。

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

一種提高風(fēng)電消納的固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能協(xié)調(diào)調(diào)度與控制方法，所述方法步驟如下：

步驟一：確定固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化協(xié)調(diào)控制方法；

步驟二：根據(jù)棄風(fēng)特性、考慮電力系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)的約束條件確定固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能混合系統(tǒng)雙層優(yōu)化模型；

步驟三：建立固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能系統(tǒng)雙層模型目標(biāo)函數(shù)；

步驟四：根據(jù)混合系統(tǒng)運(yùn)行特性建立固態(tài)儲(chǔ)熱、電池儲(chǔ)能和電力電量平衡約束條件；

步驟五：確定固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能系統(tǒng)雙層模型目標(biāo)函數(shù)的模糊隸屬度函數(shù)，對(duì)應(yīng)每個(gè)目標(biāo)函數(shù)的滿(mǎn)意度；

步驟六：利用模糊算法求取兩個(gè)滿(mǎn)意度值；

步驟七：根據(jù)平均值，最后得出固態(tài)儲(chǔ)熱裝置容量與效率，儲(chǔ)能電池容量與效率最優(yōu)配置結(jié)果。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果為：本發(fā)明對(duì)提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力與增加棄風(fēng)消納空間，利用規(guī)模化大功率固態(tài)儲(chǔ)熱和儲(chǔ)能消納風(fēng)電，減小系統(tǒng)峰谷差。整體考慮了風(fēng)電出力不穩(wěn)定性、解耦熱電機(jī)組特點(diǎn)，構(gòu)建了提高風(fēng)電消納的固態(tài)儲(chǔ)熱與儲(chǔ)能協(xié)調(diào)調(diào)度與控制方法優(yōu)化調(diào)度模型，分析固態(tài)儲(chǔ)熱裝置與儲(chǔ)能裝置在不同條件下運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益，算例表明，雙層優(yōu)化調(diào)度儲(chǔ)熱裝置不僅可節(jié)約高峰時(shí)刻供熱產(chǎn)生的高額電費(fèi)，且能提升用能負(fù)荷水平減少機(jī)組深度調(diào)峰，最大限度提升系統(tǒng)風(fēng)電消納空間，總體效用收益最優(yōu)。