基于储热热电联产机组与电锅炉的弃风消纳协调调度模型.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CN105447599A(43)申请公布日2016.03.30(21)申请号201510851984.9(22)申请日2015.11.30(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(72)发明人崔杨陈志严干贵穆钢(74)专利代理机构吉林市达利专利事务所22102代理人陈传林(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书3页说明书11页附图6页(54)发明名称基于储热热电联产机组与电锅炉的弃风消纳协调调度模型(57)摘要本发明涉及基于储热热电联产机组与电锅炉的弃风消纳协调调度模型，其特点是，在分析含储热热电联产机组工作原理基础上，提出极限消纳弃风电量的电锅炉供热量计算，对比了储热装置不同工作方式以及含储热热电联产与电锅炉协调供热时的经济性。计算结果表明，电锅炉供热在极限消纳弃风时具有最佳经济性。本发明能够进一步拓展电网弃风消纳空间，节约调度成本，为电网调度部门制定日前调度计划提供科学依据。CN105447599ACN105447599A权利要求书1/3页1.一种基于储热热电联产机组与电锅炉的弃风消纳协调调度模型，其特征在于，它包括以下内容：1)弃风消纳空间数学模型当储热热电联产机组和电锅炉协调供热时，两者分别产生的一定的消纳弃风空间：其中：Pw.h.t表示t时刻仅含热电联产机组的系统供热时的弃风功率；Pw0.t表示t时刻仅含热电联产机组的系统不供热时的弃风功率；ΔPw.h.t表示t时刻仅含热电联产机组系统供热产生的弃风消纳空间；ΔPw.ech表示含储热热电联产与电锅炉协调供热时的弃风消纳空间；ΔPw.ch表示含储热热电联产机组产生的弃风消纳空间；ΔPEB表示电锅炉产生的弃风消纳空间；冬季热电联产机组总供热负荷较大，对于含单台电锅炉和热电联产机组的系统而言，将含储热热电联产机组供热时产生的弃风消纳空间表示成关于电锅炉供热量PH.e的函数：其中：Cm为热电联产机组背压工况弹性系数；Cv为固定进汽量下抽取单位蒸汽量时电功率的减少值；PH.e为电锅炉供热功率；Ph.cmax为储热装置的最大储热功率；Pe.max为机组不供热时的最大电出力；Pe.min为机组不供热时的最小电出力；Phe1.max为机组最大进汽量下工作于背压工况时的供热功率；Phe2.max为机组最小进汽量下工作于背压工况时的供热功率；Phz为总供热负荷；电锅炉产生的弃风消纳空间ΔPEB表示为：ΔPEB＝(1/β)·PH.e(3)其中：β为电锅炉电热转换效率，取0.99，仅含热电联产机组的系统不供热时的弃风功率表示为：其中：N为常规火电机组的总台数；R为热电联产机组的总台数；K为风电机组的台数；为第i台机组在t时刻的最小电出力值，热电联产机组为不供热时的电出力；为第j台风电机组在t时刻的预测出力；2CN105447599A权利要求书2/3页PL.t为系统t时刻的负荷预测值；仅含热电联产机组的系统供热时产生的弃风消纳空间：2)极限消纳弃风的电锅炉供热功率当系统在含储热热电联产机组和电锅炉的综合作用下完全消纳仅由热电联产机组供热时产生的弃风功率时，能同时达到供热和最佳经济性的目的：Pw.h.t＝ΔPw.ech(6)得到极限消纳弃风的电锅炉供热功率PH.e.lim的计算公式为：PH.e.lim＝(Pw0.t-Cv·Phe2.max)·β(7)即在一定的总供热范围内，完全消纳弃风的电锅炉供热量只与Pw0.t、Cv、Phe2.max和β有关，与系统总供热负荷大小无关，依据此原理在规划建设电锅炉项目时，在分析电网风力资源特性和负荷特性的基础上，根据电网结构安排最合适的电锅炉容量，以达到最佳经济性的目的；3)弃风消纳协调调度建模a)目标函数含风电电力系统的经济调度通常以系统的发电成本最小为调度目标，为检验储热装置及电锅炉消纳弃风功率的效果，在成本中加入了弃风成本，故弃风消纳协调调度模型的目标函数为：min(F1(Pi)+F2(Perl.i,Ph.i,Pcr.i)+λ·PW.qf)(8)其中：F1为常规火电机组的发电成本函数；F2为热电联产机组的发电成本函数；Ph.i为总供热功率；Perl.i为第i台热电联产机组的电出力、Pcr.i为第i台热电联产机组储热装置的储、放热功率；Pw.qf为系统的弃风功率；λ为弃风成本系数；火电机组的发电成本包括煤耗成本及启停成本，其中：ai、bi、ci为常规机组煤耗成本的二次拟合系数；Pi.t表示常规机组i在t时刻的电出力；ui.t表示机组i在t时刻的启停状态，1、0分别表示运行和停机；Si为机组i的启动成本；由于热电联产承担供热任务，不能出现停机情况，故其发电成本仅包括煤耗成本，根据含储热热电联