风电、蓄热式电锅炉联合供暖系统优化调度方法.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CN109409600A(43)申请公布日2019.03.01(21)申请号201811246178.9(22)申请日2018.10.24(71)申请人华北电力大学地址102206北京市昌平区回龙观北农路2号申请人国网新疆电力有限公司经济技术研究院(72)发明人夏新茂夏世威宋新甫杜婷吕盼张东英张增强李庆波高明许叶林印昊(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称风电、蓄热式电锅炉联合供暖系统优化调度方法(57)摘要本发明涉及一种风电、蓄热式电锅炉联合供暖系统优化调度方法，该方法在风电、蓄热式电锅炉联合供暖的基础上，以主电网和区域火电机组作为供暖电源后备补给因素，分析其对风电供暖系统可靠性因子的影响，构建风电出力和蓄热式电锅炉的负荷预测模型，应用鲁棒随机优化理论刻画风电的不确定性，以电供暖成本最低为原则建立目标函数，考虑火电和风电机组的运行约束、供暖系统安全约束等，构建风电、蓄热式电锅炉联合供暖系统调度模型，放大鲁棒因子，减小风电不确定性对系统运行的影响，求解得到优化调度方案。本发明在传统风电供暖系统中加入补给电源以保证供暖系统可靠运行，引入鲁棒性因子使调度方案经济最优且有效缓解风电不确定性对系统的影响。CN109409600ACN109409600A权利要求书1/1页1.风电、蓄热式电锅炉联合供暖系统优化调度方法，其特征在于以主电网和区域火电机组作为新型清洁式风电供暖系统的后备补给电源，分析主电网和区域火电机组对风电供暖系统可靠性因子的影响；构建风电有功出力模型，应用鲁棒随机优化理论刻画风电出力的不确定性；根据蓄热式电锅炉的工作特性，构建蓄热式电锅炉的负荷预测数学模型，以电供暖系统运行的经济效益最优为原则，建立目标函数和约束条件，继而形成风电、蓄热式电锅炉联合供暖系统优化调度模型，借助CPLEX求解器，对其进行求解，进而得到最为经济的电供暖优化调度方案。2.根据权利要求1所述的风电、蓄热式电锅炉联合供暖系统优化调度方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)分析主电网和区域火电机组对风电和蓄热式电锅炉捆绑电供暖系统的可靠性因子的影响。(2)引入鲁棒随机优化理论，建立风电出力的鲁棒随机优化模型。(3)考虑蓄热式电锅炉夜间提供基础供暖并且进行蓄热工作，白天利用储能提供基础供暖任务的工作状态，构建蓄热式电锅炉的负荷需求数学模型。(4)将步骤(2)的风电鲁棒约束和供热系统平衡约束式相结合，并且与火电机组的最大最小出力约束、启停时间约束、爬坡上下限约束，风电机组出力约束，供暖系统功率平衡约束，系统旋转备用约束，整合为本发明中电供暖系统优化调度模型的总体约束条件。(5)结合步骤(1)(2)(3)所作出的分析结果和构建的模型，以系统的总运行费用为目标函数，拟采用最小费用法寻求总支出最小的调度方案。(6)利用CPLEX求解器在调度方案中寻求费用最小且满足总体约束条件的最优调度方案。3.根据权利要求2所述的风电、蓄热式电锅炉联合供暖系统优化调度方法，其特征在于：步骤(2)所述的“建立风电出力的鲁棒随机优化模型”的具体内容为：a.利用历史经验基于预测结果，引入经验误差系数和误差方向系数，结合风电机组的可用出力预测值，刻画出风电场总有功出力的波动区间。b.将风电场出力的波动区间考虑进供暖系统功率平衡的约束条件。c.在考虑风电场出力波动的系统平衡约束条件时，引入鲁棒因子，可以动态调节调度方案的鲁棒性，有效应对风电出力的波动性。4.根据权利要求2所述的风电、蓄热式电锅炉联合供暖系统优化调度方法，其特征在于：步骤(3)所述的“构建蓄热式电锅炉的数学模型”的具体内容为：a.以室温恒定为主要目的，供暖负荷在室外温度上下波动的情况下，考虑建筑散热负荷和供热系统的热损失负荷，能够维持室温的恒定不变。b.蓄热式电锅炉利用低谷时段的电能在进行基础供热的同时进行储热。在非低谷时段利用蓄热装置进行供暖，电锅炉停止运行。电锅炉在低谷时段每小时的用电负荷应小于该装置的最大用电功率标准。2CN109409600A说明书1/4页风电、蓄热式电锅炉联合供暖系统优化调度方法技术领域[0001]本发明涉及电力系统优化调度技术领域，具体涉及一种风电、蓄热式电锅炉联合供暖系统优化调度方法。背景技术[0002]随着能源短缺、环境污染和生态环境恶化等问题的日益严重，人们高度关注太阳能、风能等可再生能源的使用。在冬季，传统的燃煤锅炉式供暖不仅消耗大量的煤炭资源，还严重污染环境，造成恶劣的雾霾天气。电供暖作为新兴的清洁供暖技术得到了政府的大力支持，利用风电供暖不仅可以利用清洁的电力供暖替代污染