蓄热式电锅炉融合储能系统优化控制方法.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CN107069783A(43)申请公布日2017.08.18(21)申请号201710031302.9(22)申请日2017.01.17(71)申请人东北电力大学地址132012吉林省吉林市船营区长春路169号申请人国网吉林省电力有限公司电力科学研究院(72)发明人李国庆王鹤庄冠群田春光李建林吕项羽周宏伟李德鑫常学飞王佳穎(74)专利代理机构吉林长春新纪元专利代理有限责任公司22100代理人白冬冬(51)Int.Cl.H02J3/28(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图8页(54)发明名称蓄热式电锅炉融合储能系统优化控制方法(57)摘要一种蓄热式电锅炉融合储能系统优化控制方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明的目的是通过时设计一个蓄热式电锅炉融合储能系统的模型来实现对蓄热式电锅炉融合储能系统的最优控制的蓄热式电锅炉融合储能系统优化控制方法。本发明的步骤是：建立蓄热式电锅炉融合储能系统优化控制的数学模型、获取风电场的风功率预测信息，进而获得弃风功率预测信息、利用步骤1得到的数学模型以及步骤2得到的弃风功率；考虑步骤1提到的约束条件，利用粒子群算法对混合系统进行优化求解。本发明可集成在蓄热式电锅炉融合储能混合系统控制中心的系统中，实现对整个系统的优化控制，兼顾消纳弃风最大化及电极锅炉调节次数调节最小化，实现混合系统经济稳定运行。CN107069783ACN107069783A权利要求书1/2页1.一种蓄热式电锅炉融合储能系统优化控制方法，其特征在于：步骤1、建立蓄热式电锅炉融合储能系统优化控制的数学模型：步骤101：建立混合系统消纳弃风电量指标：（1）tWs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；步骤102：建立蓄热式电锅炉调节次数指标：（2）Tapt为蓄热式电锅炉在t时段的功率档位；步骤103：根据各目标函数之间量纲的不同，对每一个目标分别构造隶属度函数，将其转化为对优化结果的满意度，相对应的函数为：（3）（4）为以弃风消纳最大为目标时的值；为以锅炉档位调节次数最小为目标时的值；为消纳弃风可接受的伸缩值；为锅炉档位调节次数可接受的伸缩值；为混合系统消纳弃风总电量；为蓄热式电锅炉总调节次数；步骤104：建立蓄热式电锅炉融合储能系统各指标的评价函数：（5）k1、k2为各部分的权重系数，且满足；为消纳弃风隶属度函数；为调节次数隶属度函数；步骤105：采用蓄热式电锅炉融合储能系统优化的约束条件对上述各种指标进行限定约束；步骤2：获取风电场的风功率预测信息，进而获得弃风功率预测信息；步骤3：利用步骤1得到的数学模型以及步骤2得到的弃风功率；考虑步骤1提到的约束条件，利用粒子群算法对混合系统进行优化求解：步骤301初始化粒子群，所述的粒子群由多个粒子组成，每个粒子的值在限定范围内随机产生；步骤302将步骤1数学模型的目标函数导入算法，做为算法的目标函数，导入步骤2中得到的弃风功率预测信息，做为弃风约束限定条件；步骤303开始迭代，计算出粒子群中各粒子的综合适应度，不符合约束条件的粒子依照罚函数进行惩罚，取综合适应度最大的粒子与当前最优粒子比较，令综合适应度较大的2CN107069783A权利要求书2/2页粒子为标准最优粒子；步骤304根据以下算式对粒子群中各粒子进行迭代更新后，返回步骤303；（15）（16）k为迭代次数；w为惯性权重因子；、为0~1之间的随机数；、为学习因子（加速因子）；为第个粒子在第k次迭代时的速度；为第个粒子在第k次迭代时位置；为粒子自身找到的最优解；为粒子在群体中找到的最优解；步骤304迭代次数达到最大值时，迭代结束，得到混合系统两目标满意度最大时的最优控制方式。3CN107069783A说明书1/6页蓄热式电锅炉融合储能系统优化控制方法技术领域[0001]本发明属于电力系统及其自动化技术领域。背景技术[0002]我国风电产业发展迅速，风电装机容量居世界首位，但目前风电弃风问题突出，尤其是电网以火电为主的“三北”地区，电网灵活性差。在冬季供暖期间，北方地区热电机组“以热定电”运行，机组向下调峰能力不足进一步导致夜间低谷时段大规模的“弃风”。如何消纳风电已经成为制约我国风力发电发展的关键问题之一。为解决我国的风电消纳问题，国家出台了一系列措施，明确提出要尝试推广弃风电力供热，促进电负荷向热负荷的转化。此外，利用储能技术来辅助消纳弃风电力也得到广泛的关注。[0003]现有文献对蓄热式电锅炉提高风电场风电就地消纳的经济性及调度控制技术进行了较为深入的研究，证明了利用蓄热式电锅炉技术消纳弃风的应用前景。也有文献提出了利用储能融合蓄热式电锅炉构成混合系统，以系统的收益最大为目标进行仿真分析，证明了混合系统的经济可行性。