[发明专利]一种包含电热多元储能的电热联合系统优化调度方法

说明书

本发明提供了一种包含电热多元储能的电热联合系统优化调度方法，包括如下步骤S10通过对电池储能系统的物理特性与技术参数进行分析建立电池储能系统调度特性模型；S20建立包含电热多元储能的电热联合系统优化调度模型；以及S30采用非线性规划求解器对S20的电热联合系统的优化调度目标进行求解，给出混合储电‑储热装置的电热联合系统优化调度策略。本发明的一种包含电热多元储能的电热联合系统优化调度方法，采用非线性规划求解器对所述电热联合系统优化调度模型进行求解，确定火电机组、热电联产机组、风电场、电池储能系统、蓄热罐以及电锅炉在各调度时段内的最优运行状态，进而给出电热联合系统的调度方案，为工程技术人员调度方法的设计提供参考。

技术领域

本发明涉及电热联合调度技术领域，具体涉及一种包含电热多元储能的电热联合系统优化调度方法。

背景技术

近几年，我国风电资源开发力度持续加大，截至2019年9月底，我国风电装机容量达到1.98亿千瓦，总发电量2914亿千瓦时，同比增长8.9％，是电力系统第三大主力电源。与常规能源机组不同，风电出力本身具备随机波动特点和不确定性，因此，大规模风电并网势必增加电网运行难度，降低运行效率，甚至在风电高发时候被迫“弃风”限电。2019年1-9月，全国“弃风”电量高达128亿千瓦时，其中，内蒙古、甘肃、新疆这三个省区“弃风”电量在10亿千瓦时以上，因而我国“弃风”限电形势严峻。

当前，“弃风”限电形势严峻的区域主要集中在冬季供暖期的东北、西北以及华北地区，该地区电力系统中，热电联产机组的出力普遍较高。到了冬季供暖期，热电联产机组受“以热定电”模式的限制，其调峰能力难以得到充分发挥，是导致大规模“弃风”限电的重要原因。因此，有必要开展电热联合调度，充分发掘整个联合系统的风电接纳能力，减少“弃风”。此外，为充分接纳风电，有必要在电热联合系统中配置电、热存储装置，利用电热多元储能装置的灵活储能能力，进一步提升风电接纳能力。

文献一《基于多场景随机规划的电热联合系统日前经济调度》(电气工程学报，2020年，第15卷，第2期，第85页至91页)介绍了一种考虑风电不确定性下的电热联合系统优化调度方法，该调度方法可有效应对风电的预测误差对电力系统的备用需求以及安全性所产生的影响，地减少弃风，同时也减少了系统运行成本。但是，从算例分析可发现，即使最大程度地降低火电和热电联产机组的电出力，仍存在较大的弃风。文献二《含储热的电力系统电热综合调度模型》(电力自动化设备，2014年，第34卷，第5期，第79页至85页)建立了包含储热的电热联合系统调度模型。与传统模型相比，该文献建立的模型增加了系统热平衡约束、热电机组的热电耦合约束、储热装置运行约束等，且将优化目标电力系统煤耗成本最低拓展为电力系统和热力系统总煤耗最低。文献三《考虑储能及碳交易成本的电热联合系统优化调度策略》(电网与清洁能源，2020年，第36卷，第7期，第109页至118页)提出了综合考虑火电机组/热电机组运行成本，风电场运维成本及弃风惩罚费用，电池储能装置运行成本与碳交易成本的电热联合系统优化调度模型，并采用Yalmip/Gurobi实现了模型求解。

现有文献提出的电热联合系统优化调度模型中，并未同时考虑储电与储热设备对调度策略的影响，具有一定的局限性。实际上，为有限接纳风电，通常在电热联合系统中同时配备储电与储热设备，现有技术方法不能实现对此类电热联合系统的有效调度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种包含电热多元储能的电热联合系统优化调度方法，采用非线性规划求解器对所述电热联合系统优化调度模型进行求解，确定火电机组、热电联产机组、风电场、电池储能系统、蓄热罐以及电锅炉在各调度时段内的最优运行状态，进而给出电热联合系统的调度方案，为工程技术人员调度方法的设计提供参考。

为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：