[发明专利]一种提高风电消纳能力的电极式电锅炉配置方法

说明书

本发明是一种提高风电消纳能力的电极式电锅炉配置方法，其特点是,基于地区调峰辅助服务政策，以在热电厂侧配置电极式电锅炉为热源的热电联合方案进行规划建模，进而研究电极式电锅炉的合理配置方式，热电联合规划的目的就是在满足负荷需求的前提下，通过合理配置电极式电锅炉实现最大化提升地区风电消纳能力。该方法能够准确计算对地区最大电极式电锅炉的配置容量，能够兼顾能耗最小下的风电价值和弃风量最小下的煤耗最小等因素，整体经济效益更好；配置电极式电锅炉提升了地区风电消纳能力，同时提升了热电厂的经济效益，在最大程度保障风电场效益的情况下，风电消纳能力更高，具有科学合理，适用性强，效果佳等优点。

技术领域

本发明涉及电力系统风电弃风消纳技术领域，是一种提高风电消纳能力的电极式电锅炉配置方法。

背景技术

我国东北、华北和西北地区，简称“三北”地区，风电装机容量增长迅速，随之而来的弃风问题也十分突出，部分地区弃风尤为严重，地区风电消纳能力不足已成为风电产业持续健康发展亟需解决的关键问题。目前，东北地区冬季供暖时期巨额弃风电量问题尤为突出，提升地区风电消纳能力已成为促进地区风电产业持续健康发展的首要问题。

限制地区电网风电消纳的因素众多，部分地区由于热电机组长期“以热定电”的运行方式，导致系统调峰能力不足导致电网风电消纳能力不足，在冬季供暖期调峰资源匮乏的情况下，弃风的现象尤为严重。此外，由于风电功率具有很强的随机性与间歇性，因此进一步消纳风电对电网提出了较高的要求，在一定程度上限制了地区风电消纳能力的提升，而通过在地区合理的配置电锅炉容量可以配合现有燃煤供热机组在供暖期内特定时段电网无法接纳的电力进行加热，并实现对外供热，提高燃煤供热机组的对外供热能力，同时增加风电消纳。从宏观上来讲，该方案的本质就是在风电弃风时段，使用弃风电力替代热电机组进行供电和供热，因而可降低整个系统煤耗，具有明显的节煤效益。通过在电厂内的电热转换可以改变燃煤供热机组传统的“以热定电”运行方式，实现“热电解耦”，同时满足对外供热和供电的需要，提高了燃煤供热机组的灵活性，为弃风电力上网腾出了空间。

发明内容

本发明的目的是，针对在热电厂侧配置电极式电锅炉为热源的热电联合规划问题，提出一种科学合理，适用性强，效果佳的提高风电消纳能力的电极式电锅炉配置方法。

本发明的目的是由以下技术方案来实现的：一种提高风电消纳能力的电极式电锅炉配置方法，其特征是，它包括的内容有：

1)地区电极式电锅炉容量需求的确定

首先确定地区供暖期对电极式电锅炉的容量需求，综合考虑地区内风电场的弃风情况与热负荷情况，考虑配置电极式电锅炉后的地区能耗最小，以成本最小为目标建立地区电极式电锅炉的最大容量配置模型，目标函数如式(1)～式(3)所示：

式中：F_c为总的煤耗成本；F₁为热电机组煤耗量；F₂为纯凝机组的煤耗量；T为时段数，N为热电机组数，S为纯凝机组数；a₀～a₅为热电机组的拟合系数；为热电机组i在t时段的热出力，为热电机组i在t时段的电出力；b₀～b₂为纯凝机组的拟合系数；为纯凝机组s在t时段的电出力；

以地区弃风最小为目标建立电极式电锅炉的最优配置目标函数如式(4)所示：

式中：(4)中F为总弃风功率；M为风电机组数；为风电机组m在t时段的预测出力；为风电机组m在t时段的实际出力；

约束条件如式(5)～式(14)所示：