[发明专利]一种考虑电、热负荷综合需求响应的虚拟电厂风电消纳方法

说明书

本发明公开了一种考虑电、热负荷综合需求响应的虚拟电厂风电消纳方法。包括建立风机出力模型得到风电预测曲线；建立需求响应前/后的热负荷需求模型和需求响应前/后的供热设备出力模型，得到需求响应前/后每时刻的弃风量及需求响应前/后的总弃风量；根据需求响应前/后的总弃风量判断是否促进消纳；建立蓄电容量模型判断蓄电池的充放电状态以及充放电的容量。本发明能合理地引导用电和用热，提高能源利用率，降低虚拟电厂的运行代价；在理论分析方面，本发明对考虑多种负荷实施综合需求响应的虚拟电厂消纳风电有参考价值，为更有效提高能源利用率提供了科学依据；并为降低虚拟电厂等发配电系统运行代价提供了一条行之有效的途径。

技术领域

本发明属于弃风消纳领域，具体涉及了一种考虑电、热负荷综合需求响应的虚拟电厂风电消纳方法。

背景技术

清洁能源因其环保性，可再生性得到大力发展，但同时也出现了很多问题，其中风电随机性和波动性的特点，使风电并网会给电网造成冲击，且能源利用率较低，故研究风电消纳方法，从而减少弃风有重要意义。

虚拟电厂通过先进的通信技术对分散在区域中的各综合能源进行聚集控制，形成了可控性极佳的发配电系统，为风电消纳提供有效途径，由于发配电系统中以电、热负荷为代表的多类型负荷的持续增长，致使虚拟电厂的运行有待协调优化。可控负荷通过参与需求响应，不仅可以提高系统经济性，也可提高虚拟电厂能源消纳能力，缓解弃风就地消纳问题，因此有必要考虑多种负荷综合需求响应，比如考虑电、热负荷综合需求响应，以期有效促进虚拟电厂风电消纳。

发明内容

本发明的目的是针对虚拟电厂运行代价，提供一种考虑电、热负荷综合需求响应的虚拟电厂风电消纳方法。

本发明采用的技术方案包括以下步骤：

(1)建立风机出力模型，由风机出力模型得到风电预测曲线；

(2)建立需求响应前热负荷需求模型和需求响应前供热设备出力模型，根据需求响应前热负荷需求模型得到需求响应前的热负荷需求量；以虚拟电厂中需求响应前供热设备出力模型作为需求响应前电锅炉出力模型，通过需求响应前电锅炉出力模型和需求响应前的热负荷需求量，计算需求响应前供热设备所消耗的风电量；根据风电预测曲线、已知的需求响应前的电负荷需求量和需求响应前供热设备所消耗的风电量，计算需求响应前每时刻的弃风量及需求响应前的总弃风量；

(3)建立需求响应后热负荷需求模型和需求响应后供热设备出力模型，根据需求响应后热负荷需求模型得到需求响应后的热负荷需求量，以虚拟电厂中需求响应后供热设备出力模型作为需求响应后电锅炉出力模型，通过需求响应后电锅炉出力模型和需求响应后的热负荷需求量，计算需求响应后供热设备所消耗的风电量；

(4)计算需求响应后的电负荷需求量，根据风电预测曲线、需求响应后的电负荷需求量和需求响应后供热设备所消耗的风电量计算得到需求响应后每时刻的弃风量以及需求响应后的总弃风量，然后计算需求响应前的总弃风量与需求响应后的总弃风量的差值，如果差值大于零，则促进风电消纳；如果差值小于零，则没有促进风电消纳；

(5)建立蓄电容量模型，根据蓄电容量模型和需求响应后每时刻的弃风量判断蓄电池是充电状态还是放电状态以及充放电的容量，当需求响应后每时刻的弃风量大于零时，蓄电池进行蓄电，需求响应后每时刻的弃风量小于零时，蓄电池进行放电辅助风机供电。

所述步骤(1)中，风机出力模型为：

式中，g表示风机的额定功率；v_in表示风机的切入风速；v_R表示风机的额定风速；v_out表示风机的切出风速；v_t表示t时刻风机的实时风速，t表示t时刻， g_WPP(t)表示t时刻风机实际出力；

风机实际出力满足以下约束条件：