[发明专利]建立基于蓄热式电锅炉的风电供暖调度优化模型的方法

说明书

一种基于蓄热式电锅炉的风电供暖调度优化模型的方法。首先针对蓄热式电锅炉的负荷需求特性，构建蓄热式电锅炉负荷需求模型，然后，针对风速的随机性和不可控性等特性建立风电出力功率模型，将得到的风电出力功率模型嵌入以供暖成本最小为目标函数并虑及火电机组出力约束、蓄热式电锅炉负荷控制约束条件以及供暖系统约束条件的优化调度模型中。最后得到风电供暖调度优化模型。

技术领域

本发明涉及一种电网调度的调度优化模型的建模方法。

背景技术

近年来，随着化石能源日渐枯竭，世界各国都不约而同的将目光转向新能源。然而，随着越来越多的可再生能源电场建成并投入电网，可再生能源并网运行所造成的多种不利影响也接踵而至。由于可再生能源出力的不稳定性、波动性及低电压穿越等技术难题短期内得不到彻底攻克，可再生能源并网将会带来系统功角、电压和频率等的多尺度安全稳定运行风险，极端情况下甚至会危及到常规火电机组以及特高压直流骨干输电网的安全稳定运行，进而严重制约电网大型可再生能源基地可再生能源的互联外送能力和消纳水平。另外，受风速、不确定性影响，风电出力的波动性非常明显，国内多地弃风量呈上升态势，形势愈加严峻。

国内外学者对研究新能源并网问题做了诸多的研究，大多数提高新能源并网消纳能力的方法多是配备常规火电或者是应用储能等方法，但是这些方法受到经济成本、地理位置以及储能技术的制约而不能有效提高新能源消纳能力。鲜有研究风电联合蓄热式电锅炉对电网的影响，建立针对蓄热式电锅炉的负荷需求特性，构建蓄热式电锅炉负荷需求模型，开展高基于蓄热式电锅炉的风电供暖调度优化模型的研究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述缺点，提出一种建立基于蓄热式电锅炉的风电供暖调度优化模型的方法。

本发明采用的技术方案如下：

首先针对蓄热式电锅炉的负荷需求特性，构建蓄热式电锅炉负荷需求模型，然后针对风速的随机性和不可控性等特性建立风电出力功率模型，将得到的风电出力功率模型嵌入以供暖成本最小的目标函数,并考虑火电机组出力约束、蓄热式电锅炉负荷控制约束条件，以及供暖系统约束条件的优化调度模型中。最后得到风电供暖调度优化模型。

具体步骤如下：

1、以蓄热式电锅炉的负荷需求特性为基础，考虑蓄热式电锅炉在低谷时段和非低谷时段构的运行特性，建立蓄热式电锅炉负荷需求模型；

2、根据风速的随机性和不可控性等特性建立风电出力功率模型；

3、将步骤2得到的风电出力功率模型嵌入以供暖成本最小的目标函数，并考虑火电机组出力约束、蓄热式电锅炉负荷控制约束条件，以及供暖系统约束条件的优化调度模型中，得到风电供暖调度优化模型。

各步骤说明如下：

1、所述步骤1建立的蓄热式电锅炉负荷需求模型为：

式中:P_gt为t时刻蓄热式电锅炉的供热负荷；I为蓄热式电锅炉供热范围内建筑物的数量；q_i为第i个建筑物的单位面积散热指标；S_i为第i个建筑物的表面积；T_t-inside为t时刻供热建筑的室内温度，本发明取中间值18℃；T_t-outside为t时刻的建筑物室外温度。

式中:为夜间低谷时段时刻蓄热式电锅炉的用电负荷；P_gmax为蓄热式电锅炉的最大功率；ΔP_gt为非低谷时段蓄热器蓄热的热量损失功率；t_s为低谷时段的开始时间、t_d为低谷时段的结束时间、为非低谷时段的结束时间。