一种蓄热式电锅炉参与的电力系统调峰方法和调峰系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114970300A(43)申请公布日2022.08.30(21)申请号202210695186.1(22)申请日2022.06.20(71)申请人国网安徽省电力有限公司淮北供电公司地址235000安徽省淮北市相山区南黎路99号申请人国家电网有限公司(72)发明人刘伟朱康康费勤海蒋玉凤(74)专利代理机构合肥市浩智运专利代理事务所(普通合伙)34124专利代理师朱文振(51)Int.Cl.G06F30/25(2020.01)G06F111/04(2020.01)G06F113/04(2020.01)权利要求书3页说明书9页附图2页(54)发明名称一种蓄热式电锅炉参与的电力系统调峰方法和调峰系统(57)摘要本发明公开了一种蓄热式电锅炉参与的电力系统调峰方法，包括如下步骤：S1、建立蓄热式电锅炉融合储能调峰系统的数学模型；S11、建立收益最大为目标的目标函数，S12、确定蓄热式电锅炉收益最大的约束条件；S2、对收益情况进行仿真分析，得到蓄热式电锅炉最优控制方式。本发明还公开了一种蓄热式电锅炉参与的电力系统调峰系统。本发明以蓄热式电锅炉储能收益最大为目标建立目标函数，并确定相应的约束条件，最后对收益情况进行优化求解，从而得到蓄热式电锅炉的最优控制方式。本发明的优化控制方法比蓄热式电锅炉采用的传统消纳风电方式效率大幅度提升，而且经济收益也有较大的提高。CN114970300ACN114970300A权利要求书1/3页1.一种蓄热式电锅炉参与的电力系统调峰方法，其特征在于：包括如下方法：S1、建立蓄热式电锅炉融合储能调峰系统的数学模型；包括S11、建立收益最大为目标的目标函数，计算公式为：式中，为t时段风电场利用蓄热式电锅炉和电化学储能消纳的弃风电量；为t时段向供热公司提供的热量；为t时段向电网公司的购电量，c1为风电上网电价；c2为热量价格，c3为优惠购电价格；S12、确定蓄热式电锅炉收益最大的约束条件；S2、对收益情况进行仿真分析，得到蓄热式电锅炉最优控制方式。2.根据权利要求1所述的蓄热式电锅炉参与的电力系统调峰方法，其特征在于：所述步骤S11中的t时段向供热公司提供的热量的计算公式为：α是电转热系数，是t时段购电量中用来加热电锅炉直接向管网供热的部分；为t时段蓄热罐向管网供热的热量；为t时段电化学储能放电的电量。3.根据权利要求1所述的蓄热式电锅炉参与的电力系统调峰方法，其特征在于：所述步骤S11中的t时段系统向电网购电的电量的计算公式为：是t时段购电量中用来加热电锅炉直接向管网供热的部分；为t时段购电电量中用来加热电锅炉为蓄热罐储热供热的部分；为t时段电化学储能存储充电的电。4.根据权利要求1所述的蓄热式电锅炉参与的电力系统调峰方法，其特征在于：所述步骤S2中的约束条件包括：弃风约束：t时刻风电场向电网公司出售的弃风发电量应不大于风电场总的发电量即合约约束：风电场与电网公司之间的购售电合约考虑两种情况：第一种情况是风电场每天允许在弃风时段增发固定的电量，这个电量也是每天蓄热式电锅炉在负荷低谷时段消纳的电量，即第二种情况是只要求蓄热式电锅炉在负荷低估时段购电的电量不小于风电场利用弃风增发的电量，即合约规定了每个时刻想供热公司供热的下限，即功率平衡约束：蓄热式电锅炉的热功率平衡约束：2CN114970300A权利要求书2/3页电化学储能的电功率平衡约束：蓄热储能能量约束：蓄热罐每个时段用在合理范围之内：式中，Qmax为蓄热罐最大储热量；Qmin为蓄热罐最小储热量。5.根据权利要求1所述的蓄热式电锅炉参与的电力系统调峰方法，其特征在于：所述步骤S3的仿真分析包括：风电场数据分析：获取风电场的风功率信息，进而获取弃风功率的信息；算例分析：在供热中期内随机选取一天的实测数据进行仿真分析；收益分析：利用改进的粒子群算法对目标函数进行求解，得到混合系统实验日内各个时段的收益情况。6.根据权利要求1所述的蓄热式电锅炉参与的电力系统调峰方法，其特征在于：所述步骤S3中的仿真分析还包括：协调优化控制方法：在弃风功率高于直供热功率上限时段，锅炉以供热上限功率运行；在弃风功率在直供热功率范围内时刻，系统以弃风功率直供热，储热及储能电池不冲不放，储热储能系统储量不变；在弃风功率低于直供热下限时，电锅炉以弃风功率运行。7.一种蓄热式电锅炉参与的电力系统调峰系统，其特征在于：包括如下模块：数学模型建立模块，用来建立蓄热式电锅炉融合储能调峰系统的数学模型；包括下列单元：目标函数建立单元，用来建立收益最大为目标的目标函数，计算公式为：式中，为t时段风电场利用蓄热式电锅炉和电化学储能消纳的弃风电量；为t时段向供热公司提供的热量；为t时段向电网公司的购电量，c1为风电上网电价；c2为热量价格，c3为优