建立基于蓄热式电锅炉的风电供暖调度优化模型的方法.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CN110175376A(43)申请公布日2019.08.27(21)申请号201910397133.XG06Q10/06(2012.01)(22)申请日2019.05.14G06Q50/06(2012.01)H02J3/38(2006.01)(71)申请人国网新疆电力有限公司经济技术研究院地址830000新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市天山区建设路123号申请人大连理工大学(72)发明人宋新甫梁刚孙传帅袁铁江王进君翟旭京崔福海付高善(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人关玲(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)G06Q10/04(2012.01)权利要求书4页说明书6页附图1页(54)发明名称建立基于蓄热式电锅炉的风电供暖调度优化模型的方法(57)摘要一种基于蓄热式电锅炉的风电供暖调度优化模型的方法。首先针对蓄热式电锅炉的负荷需求特性，构建蓄热式电锅炉负荷需求模型，然后，针对风速的随机性和不可控性等特性建立风电出力功率模型，将得到的风电出力功率模型嵌入以供暖成本最小为目标函数并虑及火电机组出力约束、蓄热式电锅炉负荷控制约束条件以及供暖系统约束条件的优化调度模型中。最后得到风电供暖调度优化模型。CN110175376ACN110175376A权利要求书1/4页1.一种建立基于蓄热式电锅炉的风电供暖调度优化模型的方法，其特征在于，所述方法的步骤为：(1)以蓄热式电锅炉的负荷需求特性为基础，考虑蓄热式电锅炉在低谷时段和非低谷时段构的运行特性，建立蓄热式电锅炉负荷需求模型；(2)根据风速的随机性和不可控性等特性建立风电出力功率模型；(3)将步骤(2)得到的风电出力功率模型嵌入以供暖成本最小的目标函数，并考虑火电机组出力约束、蓄热式电锅炉负荷控制约束条件，以及供暖系统约束条件的优化调度模型中，得到风电供暖调度优化模型。2.按照权利要求1所述的建立基于蓄热式电锅炉的风电供暖调度优化模型的方法，其特征在于，所述的步骤(1)建立的蓄热式电锅炉负荷需求模型为：式中:Pgt为t时刻蓄热式电锅炉的供热负荷；I为蓄热式电锅炉供热范围内建筑物的数量；qi为第i个建筑物的单位面积散热指标；Si为第i个建筑物的表面积；Tt-inside为t时刻供热建筑的室内温度，本发明取中间值18℃；Tt-outside为t时刻的建筑物室外温度；式中：为夜间低谷时段时刻蓄热式电锅炉的用电负荷；Pgmax为蓄热式电锅炉的最大功率；ΔPgt为非低谷时段蓄热器蓄热的热量损失功率；ts为低谷时段的开始时间，td为低谷时段的结束时间，为非低谷时段的结束时间。3.按照权利要求1所述的建立基于蓄热式电锅炉的风电供暖调度优化模型的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，根据风速的随机性和不可控性等特性建立风电出力功率的数学模型为：式中:为风电机组j在t时段的可用有功出力；vt为t时段的风速；vjI为风电机组j的切入风速，vjo为风电机组j的切出风速；为额定风速内风电机组j的出力函数；vjR为风电机组j的额定风速；为风电机组j的最大出力；aj为风电机组j的风轮功率系数，一般为0.2～0.5；bj为风电机组j机械传动装置的传动效率；cj为风电机组j发电机的机械效率；ρ为空气密度；dj为风电机组j的风轮直径；由公式(4)、(5)得到风电场的总可用出力为：2CN110175376A权利要求书2/4页*式中：Pt为t时段风电场总可用出力，单位kW；J为风电机组总数，j为风电机组序号，kt为风机同时率系数，与风电场地理环境相关，且kt≤1。4.按照权利要求1所述的建立基于蓄热式电锅炉的风电供暖调度优化模型的方法，其特征在于，所述步骤(3)建立基于蓄热式电锅炉的风电供暖调度优化模型的方法如下：所述步骤(3)中的系统约束包括火电机组出力约束、蓄热式电锅炉负荷控制约束条件，以及供暖系统约束，各项约束如下：1)火电机组出力约束：(1)机组出力约束minmaxUi(t)Pi≤Pit≤Ui(t)Pi(7)minmax式中：Pit为火电机组i在t时段的出力；Pi为火电机组i的最小出力，Pi为火电机组的最大出力，Ui(t)代表t时刻机组的启停，0为停机，1为开机；(2)机组增减负荷的爬坡约束-+ΔPi≤Pit-Pi,t-1≤ΔPi(8)-+式中：ΔPi是火电机组升功率的响应速度极限，ΔPi是火电机组降功率的响应速度极限，Pit为火电机组i在t时段的出力，Pi,t-1为火电机组i在t-1时段的出力；(3)最短运行时间、停机时间约束式中：为火电机组i在t－1时刻的运行时间；为火电机组i的最短运行时间；为机组i在t－1时刻的停机时间；为机组i的最短停机时间，Ui(t)代表t时刻火电机组的启停，0为停机，1为开