考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111191353A(43)申请公布日2020.05.22(21)申请号201911309030.XG06Q10/04(2012.01)(22)申请日2019.12.18G06Q50/06(2012.01)G06F119/08(2020.01)(71)申请人国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院地址110006辽宁省沈阳市和平区四平街39-7号申请人国家电网有限公司沈阳工程学院(72)发明人李家珏刘一涛孔剑虹陈守峰朱钰李志刚李显奇孙峰曾辉范维(74)专利代理机构辽宁沈阳国兴知识产权代理有限公司21100代理人何学军侯景明(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)权利要求书5页说明书13页附图1页(54)发明名称考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法(57)摘要本发明属于电力系统运行与控制技术领域，尤其涉及一种考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法。本发明以提高电-热综合能源系统运行能力为目标，针对电-热综合能源系统的热惯性特性导致在产热、供热等环节中存在有一定的供热延迟性以及供暖期间电网调度困难问题，对电-热综合能源系统中CHP机组、电锅炉、供热管网三种单元进行热惯性分析，建立计及热惯性的电-热综合能源系统优化运行模型，对电-热综合能源系统热负荷在热惯性下的正常运行时间间隔进行计算，最后建立电-热综合能源系统优化运行模型，提高了电-热综合能源系统协调优化运行能力，解决电-热综合能源系统热惯性影响下调度难的问题，具有非常高的实际调度运行应用价值。CN111191353ACN111191353A权利要求书1/5页1.考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法，其特征是：包括以下步骤：步骤一：基于电-热综合能源系统结构图，计算CHP机组总输出电功率、总采暖抽汽量及总耗煤量；步骤二：计算电锅炉直接供热功率，建立电锅炉蓄热量、耗电功率及储热功率约束；步骤三：计算供热管网热力；包括：计算一级供热管网热力方程、二级供热管网热力方程及二级管网采暖区域用户采暖负荷热惯性方程；步骤四：基于步骤一至步骤三，计算电-热综合能源系统热负荷在热惯性下的正常运行时间间隔；步骤五：首先对电-热综合能源系统功率平衡等式、出力不等式进行约束，然后以电-热综合能源系统煤耗量最小以及弃风量最小为目标，计算电-热综合能源系统优化运行目标函数，构建电-热综合能源系统优化运行方法。2.根据权利要求1所述的考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法，其特征是：chp所述步骤一中CHP机组总输出电功率Pt、总采暖抽汽量计算如下式：chp式中，m为CHP机组总数；Pt为CHP机组在t时段的总输出电功率，为第i台CHP机组在t时段的输出电功率；为CHP机组在t时段的总采暖抽汽量，为第i台CHP机组在t时段的采暖抽汽量；为第i台CHP机组对应组合系数，且所述CHP机组的总耗煤量计算如下式：chp式中：ft为CHP机组在t时段的总耗煤量，为第i台CHP机组在t时段的耗煤量；λ0、λ1、λ2、λ3、λ4、λ5为第i台CHP机组在t时段的耗煤系数。3.根据权利要求1所述的考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法，其特征是：对步骤一中所述CHP机组输出电功率、总采暖抽汽量进行约束，如下式：式中：为CHP机组输出电功率上限；为CHP机组采暖抽汽量上限。2CN111191353A权利要求书2/5页4.根据权利要求1所述的考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法，其特征是：所述步骤二中，电锅炉直接供热功率计算如下式：b式中：为电锅炉t时段的电产热功率；Cb为电锅炉电产热系数；Pt为电锅炉t时段消耗的电功率；为电锅炉t时段的直接供热功率；为电锅炉t时段的储热功率；Et为电锅炉t时段的蓄热量，a为电锅炉由储存热量进行直接供热的比例系数，b为电锅炉蓄热量损失系数；Δt为时间间隔；对所述电锅炉蓄热量、耗电功率及储热功率进行约束，如下式：式中：Emax为电锅炉最大蓄热容量；为电锅炉最大储热功率；为电锅炉耗电功率上限。5.根据权利要求1所述的考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法，其特征是：所述步骤三中，一级供热管网热力方程的计算包括：采暖用户区域的供热量计算如下：式中：为t时段节点k的采暖用户区域的供热量；为电-热综合能源系统向供热系统提供的热功率；Cwater为水的比热容；为t时段管道ij的热水流量；为t时段管道入口节点i的管网供水温度，为t时段管道入口节点i的管网回水温度；其中，供水、回水网络节点温度关系计算如下：式中：和分别为t时段管道出口节点j的管网供水温度与回水温度；Ta为外界自然温度；c为管道工质体积比热，μ为管道每米传输阻抗，Lij为管道长度；所述供热管网中热水经过一个t时间段后，供热