[发明专利]一种供热机组深度调峰控制策略及其系统

说明书

本发明涉及一种供热机组深度调峰控制策略，其特征在于：其包括以下步骤，1确定供热机组的热‑电负荷关系，且确定典型工况的热‑电参数；2以热网系统整体为对象，采用集总参数法建立电负荷‑热负荷‑室温模型；3以热用户室温为控制目标，采用热‑电负荷错时互济原则制定供热机组深度调峰控制策略。本发明还提供了实现上述策略的系统，本发明利用热网系统大延迟、大惯性、大蓄热特点，挖掘供热机组调峰能力实现资源的优化调配。

技术领域

本发明属于火力发电设备领域，具体地涉及一种供热机组深度调峰控制策略及其系统。

背景技术

我国的用电结构造成电网的峰谷差日趋增大，有的电网峰谷差率已达到30％～40％，而随着生态环境尤其近年雾霾天气等问题的日益突出，使得风电等清洁能源设备保持快速增长，但风电存在功率随机性、波动性大甚至存在反调峰特性，同时北方地区供热机组快速发展占比越来越高，而以热定电供热工况下较纯凝工况机组调峰范围大大降低。这些都造成电网调峰困难尤其是在冬季供暖期风力出力最大时段，因此提高电网尤其供热机组的深度调峰能力，增加电网的调峰容量，减少直至消除弃风现象已经成为急需解决的问题。

目前该领域的研究主要是基于环境温度不变、给定机组供热负荷变化量、热网特征参数取经验值等边界条件进行热网的稳态计算，与实际边界条件的时变特性、热力过程的动态特性不符，也未给出具体的控制过程，实用性、可操作性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种供热机组深度调峰控制策略及其系统，提高电网调峰的水平。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括：其包括以下步骤：

(1)确定供热机组的热-电负荷关系，且确定典型工况的热-电参数；

(2)以热网系统整体为对象，采用集总参数法建立电负荷-热负荷-室温模型；(3)以热用户室温为控制目标，采用热-电负荷错时互济原则制定供热机组深度调峰控制策略。

进一步地，步骤(1)中，确定供热机组的热-电负荷关系的方法为：以汽轮机低压缸限定的最小进汽流量为约束，利用设计工况图结合现场试验得到供热机组在不同热负荷下的最小电负荷，从而确定供热机组热-电负荷关系；

典型工况的热-电参数为：室温稳定在最大室温T_n-max所需热负荷Q_Tn-max及其对应最小电负荷，室温稳定在最小室温T_n-min所需热负荷Q_Tn-min及其对应最小电负荷，机组最小电负荷极值P_min及其对应热负荷Q_pmin。

进一步地，步骤(2)中，所述热网系统包括热网换热器、供回水管路、热用户整个系统；其中各部分之间的吸放热均作为系统的内部能量转换不予考虑，只考虑机组供热、热网系统的蓄热、对环境散热；

所述集总参数法是把蓄热、散热元件当作温度均匀分布的质点。

进一步地，步骤(2)中，电负荷-热负荷-室温模型的建立方法为：

以机组热负荷Q_in和环境温度T_w为模型输入量，以热用户室温T_n为输出，数学描述为：

式中：T_n为热用户的室温，Q_in为机组热负荷，K为散热热阻的倒数，M为热网系统热容量蓄热系数，τ为热负荷由机组到热用户的延时，T_w为环境温度，s为拉普拉斯算子。其中T_n、Q_in、T_w为变量，K、M、τ为常量。

进一步地，所述数学描述公式中各参数获取方法如下：

τ等于供水管长度除以供水流速；