[发明专利]含储热CSP电站与电锅炉联合运行的供热期弃风消纳方法

权利要求书

1.一种含储热CSP电站与电锅炉联合运行的供热期弃风消纳方法，其特征是，通过考虑电锅炉与CSP电站联合运行，在利用CSP电站的储热系统实现热能的存储与时移利用的同时由CSP电站与电锅炉、CHP机组一同提供系统热负荷，以此提高CHP机组调峰能力，其具体包括以下步骤：

1)构建含储热CSP电站与电锅炉联合运行框架

在含储热的CSP电站的系统中加入电锅炉，并与CSP电站的储热系统相结合，一同与CHP机组参与系统供热，以此进一步促进系统风电消纳并提高对电、热多种能源的灵活调用能力，在系统风电高发时，电锅炉既能够从电网中购电来产生热量，以此消纳部分弃风；同时，电锅炉产生的热量还能够通过热网向系统供热，以此降低CHP机组的供热功率，扩大其电出力调节范围；又能够存于CSP电站的TES中，以实现热量的时移利用；而CSP电站也可将TES中所存储的部分热量用于供热，来提高能源的利用率；

2)联合运行优化模型构建

①目标函数

所构建的联合运行优化模型以系统总成本最低为目标，并将弃风量转换为弃风惩罚成本加入总成本，以同时优化系统运行成本与风电消纳能力；

式中：f为优化模型目标函数，min为取最小函数，为求和函数，从t＝1求和至t＝24；C_Th,t为火电机组运行成本，C_CSP,t为CSP电站运行成本，C_W,t为风电场运行成本，C_cW,t为弃风惩罚成本，C_CHP,t为CHP机组运行成本，C_EH,t为以及电锅炉运行成本；NG为常规火电机组台数，NC为CHP机组台数，i为第i个火电机组；a_i、b_i、c_i分别为第i台火电机组发电成本系数，P_Gi,t为第i台火电机组在t时刻的调度出力值，S_i为第i台火电机组启停成本系数，u_i,t为第i台火电机组在t时刻的运行状态系数，为1代表处于运行状态；为CSP电站的供电成本系数，为CSP电站的供热成本系数，为CSP电站在t时刻的调度电出力值，为CSP电站在t时刻的调度热出力值，S_CSP为CSP电站的启停成本系数，u_CSP,t为CSP电站在t时刻的运行状态系数，为1代表处于运行状态；k_W为风电场运行成本系数，P_W,t为风电在t时刻的调度出力值；k_cW为弃风惩罚成本系数，为风电在t时刻的预测出力值；a_ir、b_ir、c_ir分别为第i台CHP机组的发电成本系数，为第i台CHP机组在t时刻的调度电出力值，为第i台CHP机组在t时刻的调度热出力值，由于CHP机组需要同时承担系统中的电负荷与热负荷，为了保证系统的电热功率平衡，其在运行过程中不允许停机，同时，还需将热出力折算为纯凝工况下的电出力；k_EH为电锅炉运行成本系数，为t时刻电锅炉的耗电功率值；Cv为进汽量不变时增加单位热出力时机组电出力的减小值；

②约束条件

电功率平衡

式中：为t时刻电负荷值；

热功率平衡

式中：为电锅炉供热负荷功率值；

旋转备用约束

式中：为第i台CHP机组在t时刻的最小电出力值、为第i台CHP机组在t时刻的最大电出力值，其是供热功率的函数，由CHP机组电热运行曲线所确定；P_Gi,min为第i台常规机组的最小技术出力值，P_Gi,max为第i台常规机组的最大技术出力值；R_iu第i台火电机组的上爬坡速率值、R_id为第i台火电机组的下爬坡速率值；为CHP机组的上爬坡速率值、为CHP机组的下爬坡速率值；P_s为系统备用容量，在此取负荷的2％；

常规机组出力上下限约束

u_i,tP_Gi,min≤P_Gi,t≤u_i,tP_Gi,max (5)

常规机组最小运行与停运时间约束

式中：TS与TO分别为最小关停与开机时间；

常规机组爬坡约束

CHP机组运行约束

电出力约束

热出力约束

式中：为机组最大供热功率值；

CHP机组爬坡约束

风电出力约束

含储热CSP电站与电锅炉联合运行约束

电锅炉运行约束

式中：η_EH为电锅炉电热转换效率，为电锅炉存入CSP电站TES中的热量；

能量流动约束

式中：为CSP电站各模块之间的热量交换，为CSP电站启动所需热量；

CSP电站的TES处为热能的交换枢纽，其充放热约束如下，

式中：P_cha,t为CSP电站的TES在t时刻的充热功率值、P_dis,t为CSP电站的TES在t时刻的放热功率值，P_cha,max为最大充热功率值、P_dis,max为最大放热功率值，η_in为充热效率值，η_out为放热效率值。