[发明专利]建筑物综合供热提高风电消纳的热电联合系统调度方法

说明书

本发明涉及一种建筑物综合供热提高风电消纳的热电联合系统调度方法，包括：预测下一时段风电功率增量；如果风电功率增量为正，则首先按序依次降低分产热电机组出力；如果没有分产热电机组出力可降低，则按序依次降低联产机组热功率及电功率出力；如果风电功率增量为负，则首先按序依次增加联产机组热功率及电功率出力；如果没有联产机组出力可增加，则按序依次增加分产机组出力；计算下一时段各建筑物取暖电功率及取暖热功率，以及整个电热联合系统功率分布；校核是否存在功率越限情况。本发明的技术方案适用于风电充裕、气温严寒地区冬季供暖期电热联合系统综合调度，结合热力集中供暖和电力分散取暖，利用供热管网和建筑物热惯性，增加了电热联合系统整体灵活性和调峰空间，有助于提高对风电的消纳。

技术领域

本发明涉及一种电力系统的模拟与计算领域的方法，具体设计一种建筑物综合供热提高风电消纳的热电联合系统调度方法。

背景技术

随着化石燃料的减少和环境问题的加剧，风力发电作为一种清洁可再生的发电方式，在世界各国的推动下得到了迅速发展。截至2017年底，我国风电累计装机容量已达1.88亿kW。然而，伴随着风电装机容量的大幅提升，也产生了较明显的弃风问题。2017年前三季度，中国累计弃风电量29.55TWh，虽然较2016年同期相比虽有所下降，但部分省份和地区弃风问题仍十分突出。系统调峰能力不足、火电机组灵活性改造完成度不够且参与调峰积极性不高是造成这一问题的主要症结之一。

在我国风电装机集中的东北、华北、西北地区，弃风现象更为突出。分析其弃风产生的原因，一方面，电网结构不合理，具备灵活调节能力的电源比例明显不足，存在调峰困难，在冬季供暖期，热电联产机组总量大、比例高，“以热定电”的运行模式进一步降低了调节能力，风电作为清洁能源虽享有优先调度权，但其上网空间仍严重受限。尤其在冬季夜间，热负荷需求高而电负荷需求低，为保证供暖需求，热电联产机组出力增加。此时，风电机组正值较高出力水平，由于系统内电功率实时平衡，当调峰机组出力达到极限时，无法为风电提供更多的上网空间；另一方面，风电装机容量持续增加，当地电负荷需求总量小，消纳能力不足。此时只能依靠集中外送方案进行解决，然而，风电富集区域多地处偏远，对高压输电线路建设周期过长且尚未完善，风电远距离输送受到阻碍，从而造成较大的弃风量。

英国、瑞典等国家通过电力市场改革和政策倾斜，提高发电集团的自主权，实现风电的大规模并网。该政策背景下，风电场与其他灵活电网或储能方式进行联合，实现优势互补的自调节，是实现风电消纳、降低能源消耗的重要手段。中国目前缺乏成熟的促进清洁能源消纳的市场机制，市场配置资源的决定性作用未能充分发挥。

技术上的主要研究方向是解耦CHP机组“以热定电”的工况约束，提高系统灵活性，从而扩展风电上网空间。这些方法主要可分类为：

(1)在热电厂配置储热装置。有文献提出在热电厂配置储热装置从而降低热电耦合程度，并计及上网电价的影响因素，考虑燃料成本和环境成本建立了优化调度模型，保证了系统运行的经济性。

(2)建设同时面向热电联产机组的调度系统和面向终端用户采暖方式管理的控制系统，针对终端用户的采暖方式进行需求侧管理，让终端用户的采暖负荷在由采暖热水和电力供给之间转换，实现远程开闭热水式采暖散热器和开闭对应空调热泵采暖。

(3)根据供热管网以及建筑物热迟滞性的特点，在现有条件下，对供热系统的热力工况进行定量分析，在保证供热质量的前提下，对调整供热机组输出功率的可行性进行了分析。保证受热端供热质量直接体现在对采暖建筑物室温变化范围的要求上，而在实际热网系统中，室温受某时段供热量改变的影线并不显著，是过去多个时段热网供热量共同作用的结果，这就是供热系统的热迟滞性。

(4)增加电化学储能装置，在风电高峰时段储存电力，在峰荷时段放出电力，从而增加对风电的消纳。

(5)新建风电外送通道，实现风电跨区消纳。但新建通道周期长，投入资金巨大，并且对于受电地区来说会增加较大的经济负担，实际推行困难。