[发明专利]考虑风电-储热机组-电锅炉联合运行的优化调度方法

说明书

本发明的考虑风电‑储热机组‑电锅炉联合运行的优化调度方法，包括：步骤1：建立风电机组模型、火电机组模型、热电联产机组模型、储热机组模型及电锅炉模型；步骤2：以系统综合成本最小为目标，构建风电—储热机组—电锅炉联合运行优化模型，配置储热机组和电锅炉的容量；步骤3：考虑系统约束、机组约束、储热和电锅炉约束、预测误差成本约束以及环境惩罚成本约束，以系统运行的总成本最低为目标，进行系统各装置的出力配置；步骤4：在有弃风时，增强储热和电锅炉的出力；在谷风时，减弱储热和电锅炉的出力提升对风电的消纳能力。本发明将环境惩罚成本加入模型中，改进了火电，热电机组运行成本的描述方法，使调度模型更加接近实际情况。

技术领域

本发明属于电力系统与热力系统联合调度领域，涉及考虑风电-储热机组-电锅炉联合运行的优化调度方法。

背景技术

随着煤、石油等一次能源的日益枯竭，对于风电的开发和利用，已经成为我国建设清洁、安全、高效的现代能源体系，实现非化石能源的发展目标的重要措施。近年来，我国风电装机规模得到飞跃式的发展，由此带来的弃风消纳问题也越来越严重。最近三年弃风率一直在10％以上，年弃风率在300亿KWh。

产生如此大量弃风的原因在于传统的电力系统调节能力的不足。因为风电具有反调峰性、不确定性、波动性。为了消纳风电，需要改善电源结构，很多人提出引入电锅炉或者采用储热机组，但都不能很好的解决这一问题。在“三北”地区冬季供暖期，热电联产机组因为供暖而难以进行调峰，导致了在负荷低谷时大量弃风。

当前国内有很多团队进行相关研究，他们通常只考虑整个系统运行的成本，但环境影响也直接关系到整个系统的经济性；并且多数的系统只考虑或控制电储热机组或是电锅炉，这会使调峰和消纳能力减弱，也会使整个系统的灵活性降低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供考虑风电-储热机组-电锅炉联合运行的优化调度方法，以系统的总运行成本最小为目标，综合考虑电、热系统的多种约束，引入储热控制策略，充分考虑环境惩罚成本对总运行成本的影响，使整个系统在经济性、调峰和消纳能力还有灵活性等方面都有提升。

本发明提供的考虑风电-储热机组-电锅炉联合运行的优化调度方法，包括如下步骤：

步骤1：建立风电机组模型、火电机组模型、热电联产机组模型、储热机组模型及电锅炉模型，在电、热系统的多种约束下考虑各个模型的启停成本；

步骤2：以系统综合成本最小为目标，构建风电-储热机组-电锅炉联合运行优化模型，配置储热机组和电锅炉的容量；

步骤3：考虑系统约束、机组约束、储热机组和电锅炉约束、预测误差成本约束以及环境惩罚成本约束，以系统运行的总成本最低为目标，进行系统各装置的出力配置；

步骤4：判断是否有弃风现象，充分发挥储热机组和电锅炉的优点，在有弃风时，增强储热机组和电锅炉的出力；在谷风时，减弱储热和电锅炉的出力，得出控制策略，提升对风电的消纳能力。

在本发明的考虑风电-储热机组-电锅炉联合运行的优化调度方法中，所述步骤2中风电-储热机组-电锅炉联合运行优化模型具体为：

min Z＝C_TZ+C_FJ+C_F+C_QT+C_chp+C_WC+C_HJ (9)

式中，Z为系统运行的总成本；C_TZ为系统的储热机组、电锅炉和风机的投资总成本；C_FJ、C_F、C_QT、C_chp、C_WC、C_HJ分别为时段t内的风电机组总成本、火电机组燃料成本、火电机组的启停成本、热电联产机组的燃料成本、预测误差成本和环境惩罚成本。