[发明专利]一种促进风电消纳的热电联合优化方法及系统

说明书

本发明提供了一种促进风电消纳的热电联合优化方法及系统，所述方法包括预测各供热区域的用热量需求值，并获取热网连通区域的管网热损耗；依据用热量需求值和管网热损耗构建热电联产机组的热电耦合模型，依据火电机组和风电场的出力预测值构建发电调度模型；依据热电耦合模型、发电调度模型、热力设备、电负荷和热负荷构建热电联合优化模型；依据热电联合优化模型确定所述热电联产机组和热力设备的供热计划，及火电机组和风电场的发电计划。与现有技术相比，本发明提供的一种促进风电消纳的热电联合优化方法及系统，弱化了以热定电的电网调度模式，增强了电网调峰能力，进而有效地消纳风电、减少弃风电量。

技术领域

本发明涉及电网调度控制技术领域，具体涉及一种促进风电消纳的热电联合优化方法及系统。

背景技术

风能是一种可再生的清洁能源，具有储量大、分布广等优点，但是当前风力发电的消纳问题日益突出，弃风现象逐渐增多，究其原因主要包括：

1、风电出力时间上不稳定，空间上不均衡，具有随机性、波动性、反调峰等特性。

2、常规火电机组主要为供热机组，在供热期时其发电出力的调整范围显著缩小。同时若在供热期采用“以热定电”的电网调度方式，火电机组基本不参与电网的调峰使得电网调峰能力下降。

3、常规热电联运机组以供热需求为主要目标，未能充分发挥热电联运效益，未能充分考虑热电联运机组热电特性以提高其整体能效，也未能充分挖掘热电联运机组在系统调峰和提高新能源接纳能力上的潜在作用。

考虑风电接入情况下的热电联合优化策略主要包括通过热电机组热性改善电网调峰新能和优化热电负荷分配，热电联合优化模型主要是以运行成本最小为优化目标，该优化目标及其约束条件均需要考虑热电耦合特性。目前构建热电联合优化模型的关键点在于：一是如何在不同类型热电联运机组的运行特性基础上建立考虑热电耦合特性的数学模型；二是如何构建考虑电网运行的经济性、安全性，考虑热电耦合特性、风电消纳和污染排放等多目标复杂约束的联合优化模型。这两个关键点在本质上体现了间歇性可再生能源形式与传统能源系统集成方式的不协调，因此不能仅从电力系统内部优化的角度提升风电消纳能力，还要解耦热电机组“以热定电”的约束，从而提升热电联运机组的运行灵活性与调峰能力，从而使之与风电形成有效的协调互动。

目前，对于热电机组占比极高的装机结构中如何提升热电机组运行灵活性从而提升电网低谷时段风电消纳能力是亟待解决的技术问题。但是，传统的电力系统优化策略中热电机组的供热侧被视为外部边界，无法考虑热电机组电热出力的耦合约束与灵活热源引入的影响。同时，在供热期采用集中供暖的地区，某一供热区域通常由一个热电厂负责热力供应，不同热电厂供热及发电效率不同，割裂的供热区划分难以发挥区域联合供热的经济性和安全性。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种促进风电消纳的热电联合优化方法及系统。

第一方面，本发明中一种促进风电消纳的热电联合优化方法的技术方案是：

所述方法包括：

预测各供热区域的用热量需求值，并获取热网连通区域的管网热损耗；所述热网连通区域包括多个网络结构连通的供热区域；

依据所述用热量需求值和管网热损耗构建热电联产机组的热电耦合模型，依据火电机组和风电场的出力预测值构建发电调度模型；

依据所述热电耦合模型、发电调度模型、热力设备、电负荷和热负荷构建热电联合优化模型；依据所述热电联合优化模型确定所述热电联产机组和热力设备的供热计划，及所述火电机组和风电场的发电计划；所述热力设备包括供热锅炉、储热装置和电锅炉；所述供热计划包括热电联产机组和热力设备在预设时间范围内各时间段的供热量，所述发电计划包括火电机组和风电场在所述各时间段的发电功率。

第二方面，本发明中一种促进风电消纳的热电联合优化系统的技术方案是：