[发明专利]一种停电不停暖的蓄热式电采暖优化控制方法

说明书

本发明公开了一种停电不停暖的蓄热式电采暖优化控制方法，所述方法包括：将蓄热水箱中部分热量用于满足停电时段热负荷需求而不参与日常供热，获取停电时段最小供暖负荷计算模型；基于最小供暖负荷计算模型构建蓄热式电采暖优化调度模型，包括：目标函数和约束条件；当出现故障停电时，由计算得出的停电时段最小供暖负荷继续满足房屋热负荷需求；从停电故障发生时刻起，维持用户设定时长的房屋热负荷需求，保持室内舒适度。

技术领域

本发明涉及蓄热式电采暖领域，尤其涉及一种停电不停暖的蓄热式电采暖优化控制方法，在保障电网故障下的持续供暖的同时，降低供暖费用。

背景技术

蓄热式电采暖因其特有的蓄热能力，可打破传统电采暖“以热定电”的运行方式^[1]。一方面，用户可通过在谷电时段蓄热以降低用能成本；同时也可通过蓄热量的优化以保障停电时段的可靠持续用暖。在该领域，国内外学者已开展了大量的研究：文献[2]利用房屋热平衡的RC(Resistor-Capacitance)型测算供热负荷需求，进而对蓄热水箱的容量进行优化配置；文献[3]构建了蓄热式电采暖的经济优化调度模型，对蓄热和放热时段进行了优化分配，用户用能成本显著降低；文献[4]提出了一种考虑热舒适度的蓄热式电采暖电热联合调度模型，可在用户可接受温度范围内优化电热功率，用能经济性进一步提升。

然而，上述研究均建立在电网安全运行前提下，对故障停电导致的供暖中断问题考虑较少。当前国内外针对停电期间的供暖保障问题已提出了一些具体措施：如利用热能传输过程中的蓄热能力保持一定热功率供应^[5][6]，通过蓄热设备改造，挖掘水温余热中的蓄热余量维持一定供暖水平^[7]，或依靠房屋自身蓄热特性来保障用户的基本供暖需求^[8][9]等。目前工程上常用的是提升供电抢修效率，配置应急供电车等手段，然而，以上方法均为被动应对停电停暖问题，具体表现为系统蓄/放热行为仅考虑电网正常运行情况下，利用低谷电价降低用能成本，限制了蓄热式电采暖在电网故障时段维持持续供暖的能力。考虑到蓄热式电采暖在电网故障时，可基于低成本小容量的备用电源，利用所蓄热量维持一定的供暖水平，在如何调整单一追求经济性的做法，通过蓄热式电采暖系统蓄/放热行为的优化来提升供暖可靠性的方面，有待深入研究。

参考文献

[1]刘辉,刘强,张立,等.考虑需求侧协同响应的热电联供微网多目标规划[J].电力系统保护与控制,2019,47(5):43-51.

[2]Baeten B,Rogiers F,HelsenL.Reduction of heat pump induced peakelectricity use and required generation capacity through thermal energystorage and demand response[J].Applied Energy,2017,195:184-195.

[3]Terlouw T,AlSkaif T,Bauer C,et al.Optimal energy management inall-electric residential energy systems with heat and electricity storage[J].Applied Energy,2019,254.

[4]刘洪,王亦然,李积逊,等.考虑建筑热平衡与柔性舒适度的乡村微能源网电热联合调度[J].电力系统自动化,2019,43(9):50-58.

[5]王晋达,周志刚,赵加宁,等.集中供热管网的蓄热模式与蓄热能力评估[J].暖通空调,2019,49(1):46-51+88.

[6]王明军,穆云飞,孟宪君,等.考虑热能输运动态特性的电–热综合能源系统优化调度方法[J/OL].电网技术:1-11[2019-11-14].https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2019.1097.