[发明专利]利用供热时滞性实现热电机组参与系统调峰调度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统有功调度领域，是一种利用供热时滞性实现热电机组参与系统调峰调度的方法。

背景技术

当前，我国北方地区冬季供暖期热电机组按照“以热定电”约束运行，热电机组调峰范围小，加之风电反调峰特性，弃风现象严重，导致大量清洁能源的浪费。目前电网中，传统机组的结构已经基本固定，机组的组合模式难以改变，所以欲提高系统调峰能力，挖掘热电机组出力显得尤为重要。事实上，热网和建筑物的储热能力很强，考虑供热时滞性后，抽汽式机组可以解耦其“以热定电”约束，扩大出力调整范围，进而提高调峰能力，以接纳更多风电。现有研究对热网和建筑物的供热时滞性进行了描述，采取多种方法以增强系统调峰能力。热电联产与分产供热相结合的方式不足以满足供热质量；用户对供热的需求具有一定时滞性，短时间内对供热量的调整不至于大范围影响用户需求。研究削减供热量及削减时间对用户室温的影响有助于将供热时滞性应用于热电机组调峰中；蓄热装置能储存多余的能源，在需要时释放，目前蓄热装置主要安装在热电厂附近，且其经济效益不高，对于热电系统来说，用户是很好的蓄热载体，且不需要花费额外费用。因此，将供热受端用户作为蓄热载体，利用供热时滞性增大热电机组调峰能力是一种经济可行的方法，有助于减小系统调峰压力。

室温的变化不仅受供热影响，自然影响也占有很大比重。故室内温度波动性不可避免，即使热电机组出力波动范围不大，实际生活中，温度也不是保持不变的，热电机组利用供热时滞性调峰所产生的温度波动是可以控制在此范围内的。如在高峰负荷，增大热电机组出力和供热量，室温升高，此时供热系统作为一个大的储热装置储存一定热量；在低谷负荷，热电机组减少出力和供热量，由供热系统储存的热量配合供热。

发明内容

本发明的目的是，提供一种具有计算简单、结果合理、易于实现且应用价值高的利用供热时滞性热电机组参与调峰调度的方法。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种利用供热时滞性热电机组参与调峰调度的方法，其特征是，它包括以下内容：

1)供热时滞性的数学表达形式

用以下模型来表示热网回水温度τ_h,t、建筑物室温τ_n,t与热网供水温度τ_g,t、室外温度τ_w,t之间的关系，供热时滞性的约束条件表示为

热电厂抽汽供热流量与热网供回水温度之间的关系用下式表示

式中：J、E表示模型的阶次，温度的单位统一为℃；为抽汽机组t时段抽汽供热流量，MW；G为热网水流量，t/h；c_p为定压比热容，J/(kg·℃)；

2)总热负荷的优化调度

通过当前时刻的采暖建筑物的室内温度、供热流量、室外温度预测下一时刻的室内温度，根据下一时刻室内温度的变化趋势，实时调节热电机组的供热流量，合理分配全网的供热流量，使所有参与调度的抽汽式机组的发电功率调节范围之和最大，目标函数表示为：

约束条件:

u_i+v_i＝1(7)

0≤v_ih_i≤v_ih_med,i(9)

目标函数中，c_v保持恒定进气量条件下，改变供热抽取两时发电机功率的较少量，c_v,1为最大电力出力条件下与之对应的c_v值，c_v,2为最小电力出力条件下与之对应的c_v值；c_m为在背压运行条件下热功率和电功率的弹性系数；h_med为在机组发电功率最小条件下的供热功率；为抽气机组的供热功率上限值；分别为抽气机组的发电功率上、下限值；K_i为常数，β是系统内热电机组的数目；约束条件中，供热功率h_i要满足功率上下限约束；各发电机组的发热总和要满足供求平衡；u_i、v_i为0、1变量，分别表示抽气机组的关状态(0)和开状态(1)；

3)利用时滞性调节热电机组的出力范围