[發明專利]考慮風電不確定性的含儲能電-熱互聯系統協調調度方法

在審

• 申請號: 202110422647.3
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113131472A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 張福佳;劉鑫蕊;孫秋野;肖軍;張化光;楊珺;黃博南;仲維洋
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/28;H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種考慮風電不確定性的含儲能電-熱互聯系統協調調度方法，其特征在于，包括：

步驟1：每個調度時段都對風速歷史數據進行更新，并基于卡曼濾波建立風電預測模型，用于對風速進行預測，再根據風速與出力的特性曲線，將風速轉化為風電出力；

步驟2：基于步驟1的風電預測結果，構建系統協調調度模型，包括目標函數和約束條件，對系統機組出力及設備狀態進行優化調度，其中儲能設備按照不同的態勢參與系統調度；

步驟3：提出自反饋修正模型，通過自反饋修正模型對風電預測誤差進行在線預測，以此修正預測結果，進而根據修正后的預測結果對系統的優化調度指令進行修正。

2.根據權利要求1所述的考慮風電不確定性的含儲能電-熱互聯系統協調調度方法，其特征在于，所述步驟1進一步包括如下步驟：

步驟1-1：采用AR模型對卡曼濾波的狀態方程和量測方程進行推算，得到卡曼濾波的狀態方程和量測方程；

步驟1-2：基于卡曼濾波的風電預測；

步驟1-3：根據風速與出力的特性曲線，將風速轉化為風電出力。

3.根據權利要求1所述的考慮風電不確定性的含儲能電-熱互聯系統協調調度方法，其特征在于，所述步驟2進一步包括：

(A)綜合考慮系統中的電鍋爐、蓄熱罐、電儲能裝置的協調配合，構建以系統運行成本最低和棄風量最小為目標的協調調度模型；

(B)建立約束條件，包括：(B-1)潮流約束；(B-2)電儲能裝置運行約束；(B-3)電鍋爐運行約束；(B-4)蓄熱罐運行約束；(B-5)火電機組出力約束；(B-6)風電機組出力約束；(B-7)熱電機組出力約束；(B-8)電力旋轉儲備約束；

(C)提出儲能設備的態勢劃分方法，儲能設備按照不同的態勢參與系統調度；

所述儲能設備的態勢劃分方法是在滿足負荷需求、棄風量最小及經濟成本最低的同時，將包含電鍋爐、蓄熱罐及電儲能裝置的儲能設備劃分為如下態勢：電鍋爐直供熱態、蓄熱罐儲熱態、電儲能裝置儲電態和電儲能裝置、蓄熱罐釋能態；且在儲能設備的各態勢中，依據棄風啟停標志，儲能設備依次開啟參與調控，即需要根據系統內各調度時段電負荷以及各機組出力情況來判斷該時段系統是否有棄風，若有棄風，則啟動儲能設備參與調峰，若無棄風則控制儲能設備釋放能量參與供能；

(C-1)建立棄風啟停標志，表示如下：

如式(32)所示棄風啟停標志表示最小無棄風邊界功率值，即無棄風情況下的機組最小電出力：

上式中，為第i個區域熱力系統的棄風邊界功率；P_CHP,min,i,t為第i個區域熱力系統熱電機組總的最低電出力，MW；P_G,min,t為純凝火電機組最低電出力，MW；P_W,t為風電預測出力，MW；

(C-2)儲能設備態勢的判定：

(C-2-1)電鍋爐直供熱態：

電鍋爐直供熱調控模式下，系統電負荷由火電機組、熱電機組和風電機組的部分出力提供，系統熱負荷由熱電機組和電鍋爐轉化的風電功率提供，此時系統棄風啟停標志和電熱平衡方程如式(33)所示：

上式中，P_EL,t為電負荷總需求，P_EB,i,e為第i個區域熱力系統內電鍋爐的額定電功率，MW，H_EV,i,t為第i個區域熱力系統的熱負荷總需求，P_G,t為火電機組的總出力，η_EB為電鍋爐的熱電轉換效率，ζ_EB為電鍋爐功率利用系數；

(C-2-2)蓄熱罐儲熱態：

蓄熱罐儲熱態下，系統電負荷由火電機組、熱電機組和風電機組的部分出力提供，系統熱負荷由熱電機組和電鍋爐轉化的部分風電功率提供，注意此時蓄熱罐只儲能，此時，系統棄風判斷標志和電熱平衡方程如式(34)所示：

上式中，S_HS,i,t為t時刻第i個區域熱力系統內蓄熱罐的蓄熱容量，MWth；S_HS,i,t-1為t-1時刻第i個區域熱力系統內蓄熱罐的蓄熱容量，MWth；μ為蓄熱罐裝置熱功率自損耗率，H_HS,in,i,t為t時刻第i個區域熱力系統蓄熱罐的儲熱功率，MWth；λ_HS,in為蓄熱罐裝置的儲熱效率；

(C-2-3)電儲能裝置儲電態：

電儲能裝置儲電態下，系統電負荷由火電機組、熱電機組和風電機組的部分出力提供，系統熱負荷由熱電機組和電鍋爐轉化的部分風電功率提供，此時，系統棄風判斷標志和平衡方程如式(35)所示：

上式中，E_EES,t為t時刻電儲能裝置的儲電容量，MW.h；E_EES,t-1為t-1時刻電儲能裝置的儲電容量，MW.h；P_EES,cha,t為電儲能裝置的輸入功率，MW；τ為電儲能裝置的電功率自損耗率；γ_EES,cha為電儲能裝置的充電效率；

(C-2-4)電儲能裝置與蓄熱罐釋能態：

儲能設備在電儲能釋能態與蓄熱罐釋能態下，系統電負荷由火電機組、熱電機組、風電機組的全部電出力和電儲能裝置提供，系統熱負荷由熱電機組、蓄熱罐提供，此時，系統棄風判斷標志和平衡方程如式(36)所示：

上式中，λ_HS,out為蓄熱罐裝置的釋熱效率。