[发明专利]一种基于规模化固态储热的多源协调系统优化调度方法

说明书

本发明涉及风电消纳技术领域，尤其涉及一种基于规模化固态储热的多源协调系统优化调度方法，具体是一种利用大容量储热装置解决风电消纳的方法。包括：储热装置参与风电消纳的实现方法；储热装置联合优化调度模型；储热装置调度方案效用收益指标；储热装置调度方案算例分析。本发明针对寒冷地区冬季供暖期弃风限电问题，与风电互补性良好的大功率固态储热技术相结合，从提升电力系统调节能力、增加风电消纳空间的角度出发，分析冬季供暖期风电日出力特性，考虑风电接入临界点，合理化提高用能负荷，解耦传统供热模式下能源耦合关系，对固态储热装置进行优化调度，有效解决供暖期弃风消纳问题，为寒冷地区电热调度提供可靠方案。

技术领域

本发明涉及风电消纳技术领域，尤其涉及一种基于规模化固态储热的多源协调系统优化调度方法，具体是一种利用大容量固态储热装置解决风电消纳的方法。

背景技术

近年来，随着风电的迅速发展，风电出力不确定性给电力系统的运行控制带来了严峻的挑战，弃风消纳问题尤为显著。根据国家能源局统计，2017年全国平均弃风量达到12％，全年累计弃风电量419亿千瓦时，形式依然严峻。同时，冬季是风电消纳利用难度最大的时期，东北地区冬季供暖期弃风量巨大的问题尤为突出，已成为全社会关注的焦点。

东北地区风力资源丰富，但其电源结构调节能力不足，缺乏风电消费能力，是导致弃风限电的主要原因。此外，本地负荷低谷时段，外送通道受限，负荷不足与火电机组调峰能力之间的矛盾显著突出，也是导致弃风限电的重要原因。特别地，随着供暖季节的来临，为满足供热需要，机组采用“以热定电”的运行方式，使得系统调峰能力进一步下降，产生大规模弃风限电。为更好的消纳风电，现阶段已经提出了大量措施，其中与风电互补性良好的储能技术得到了电力工作者的广泛关注。在各种储能方式中，储热技术相对成熟，其他类型储能都存在着成本，技术和效率等问题。为了提高风电消纳水平，解决传统供热机组与风电机组之间矛盾。介绍了利用储热装置和供热装置等电制热的解决措施。对大容量的储热的电-热联合系统应用前景进行分析，指出了基于规模化固态储热的多源协调系统优化方法是研究电-热联合系统的关键所在，但缺乏具体实施方法的分析。面对储热容量配置较大的情况，缺乏对储热配置调度策略及优化方案的研究。在上述工作的基础上，进一步研究固态储热装置对提升清洁能源消纳能力的具体实施方式，充分利用调度周期内电热系统中能源的物理特性。结合系统负荷曲线峰谷特性，分析风电日出力水平，提出一种基于规模化固态储热的多源协调系统优化调度模型。以解决能源生产和使用在时间上的不匹配为目的，提高系统风电消纳能力，分析了调度模型的效用经济收益和潜在收益。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于规模化固态储热的多源协调系统优化调度方法，其目的是为了通过配置电极锅炉和储热，即储热式电锅炉，联通到城市供热管网，为社会供热，将传统电力系统转化为包含供电与供热两种形式的电-热联合系统。改变传统的供热模式，实现电加热与供暖解耦，更好地匹配电力需求与清洁能源出力特性，高效地解决清洁能源消纳问题；通过固态储热装置作用的供热电力系统更加灵活、可控，固态储热装置可以在低谷负荷时段运行，不必维持运行，增加能源利用率，缓解机组调峰压力。利用固态储热装置的调度方法有利于系统在更大的时空范围内接入和消纳风电。

为实现上述发明目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种基于规模化固态储热的多源协调系统优化调度方法，包括：

固态储热装置参与风电消纳的实现方法；

固态储热装置联合优化调度模型；

固态储热装置调度方法效用收益指标；

固态储热装置调度方法算例分析。