[发明专利]适用于需求响应场景的蓄热式电采暖监控系统及其方法

说明书

本发明涉及一种适用于需求响应场景的蓄热式电采暖监控系统及其方法，其主要技术特点是：该系统包括蓄热式电采暖本地监控模块和蓄热式电采暖监控终端；蓄热式电采暖本地监控模块与能源需求互动平台和第三方平台相连接实现数据交互功能，该蓄热式电采暖本地监控模块与蓄热式电采暖监控终端相连接；所述蓄热式电采暖监控终端与蓄热式电采暖本体相连接。本发明能够根据自身系统运行状态、需求响应公告的补贴政策和实时的环境信息、电价信息，制定蓄热式电采暖的优化控制策略，有序地控制底层加热装置、蓄热装置、电动阀门、循环泵的状态，为开展蓄热式电采暖系统优化运行与和电网友好互动示范应用提供相关支撑。

技术领域

本发明属于计算机控制领域，尤其是一种适用于需求响应场景的蓄热式电采暖监控系统及其方法。

背景技术

电采暖作为一种安全、清洁、舒适的采暖方式，被认为有利于环境改善，对治理城市空气污染、提高居民生活质量有显著的作用。截至2018年9月，北方地区“煤改电”项目累计完成223.83万户，覆盖面积15897万平方米，涉及村（社区）11278个。其中：蓄热式电采暖确认面积6370万平方米，占北方地区的40%。电采暖是北欧国家通常使用的供暖方法，电采暖设备维护和使用较为简单，通过控制电采暖系统的温控器，将温度准确地保持在所设定的温度达到采暖的目的。蓄热式电采暖的国际市场消费主要分布在美洲、欧洲和亚洲，且基本形成三足鼎立的局面。近年来，全球蓄热式电采暖市场一直保持稳定增长趋势。

以华北地区某地为例，在冬季春节期间，电力负荷大幅削减，热电联供机组受“热电耦合”运行特性限制，供热能力不足，居民取暖得不到保障。为应对上述问题，保障国计民生，政府在冬季春节期间实施了电力需求响应工作。蓄热式电采暖作为优质的可中断、可调节负荷资源，对解决冬季春节期间的热电矛盾具有双重作用，供热优势非常明显。

目前，国内外已有相关学者对蓄热式电采暖系统的运行进行了相关研究。大连理工大学吕泉、刘永成等学者研究了蓄热电锅炉方案在解决新能源消纳方面的应用问题，对比了固定时段运行策略与灵活协调运行策略两种运行方式在对新能源消纳方面的效果，东北电力大学李国庆等学者则将电化学储能也纳入综合能源系统内，将其与蓄热电锅炉一起考虑，以消纳风电和设备调节次数最小为目标提出了频繁弃风区域的新能源就地消纳方案。Mehleri, E. D , Sarimveis, H等人研究了小型社区级的供热和供电需求平衡模型，模型中包括集中电网和多类微型热电联产单元，以及辅助供能的燃气锅炉，应用混合整数线性规划方法对模型进行求解，其研究的特点在于考虑了管道中的能源损耗。

上述蓄热式电采暖控制装置，通常只能实现在手动或者固定时间段的启停控制，控制方式粗放且缺乏有效互动控制手段。如何在需求响应工作以常规化机制，充分发挥蓄热式电采暖负荷优质的可中断、可调节、可储能的优势是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种适用于需求响应场景的蓄热式电采暖监控系统及其方法，能够为蓄热式电采暖用户参与和电网互动、促进可再生能源消纳、提升采暖系统经济运行水平、降低电网峰谷差和促进蓄热式电采暖系统推广。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种适用于需求响应场景的蓄热式电采暖监控系统，包括相互连接蓄热式电采暖本地监控模块和蓄热式电采暖监控终端；所述蓄热式电采暖本地监控模块与第三方平台相连接，接收第三方平台的天气、电价实时信息，并将系统运行状态信息上传至第三方平台；所述蓄热式电采暖本地监控模块与能源需求互动平台相连接，接收需求响应公告信息，计算需求响应的可响应量、响应时段信息并发送给能源需求互动平台；所述蓄热式电采暖监控终端与蓄热式电采暖本体相连接采集蓄热式电采暖本体的状态信息，实时计算蓄热式电采暖本体的可调控容量并向蓄热式电采暖本地监控模块发送；所述蓄热式电采暖本地监控模块计算响应期间的加热功率、放热功率、加热时段、放热时段的运行指令，制定出蓄热式电采暖系统的优化控制策略并下发至蓄热式电采暖监控终端用于控制蓄热式电采暖本体的运行。