[发明专利]一种提高风电消纳的固态储热与储能协调调度与控制方法

说明书

一种提高风电消纳的固态储热与储能协调调度与控制方法，属于风电消纳技术领域。所述方法为：确定固态储热与储能系统优化协调控制方法；根据弃风特性、考虑电力系统和热力系统的约束条件确定固态储热与储能混合系统双层优化模型；建立固态储热与储能系统双层模型目标函数；根据混合系统运行特性建立固态储热、电池储能和电力电量平衡约束条件；确定固态储热与储能系统双层模型目标函数的模糊隶属度函数，对应每个目标函数的满意度；利用模糊算法求取两个满意度值；根据平均值，得出固态储热装置容量与效率，储能电池容量与效率最优配置结果。本发明实现了电加热、电储能与供暖解耦，利用固态储热装置，高效地解决清洁能源消纳问题。

技术领域

本发明属于风电消纳技术领域，具体涉及一种提高风电消纳的固态储热与储能协调调度与控制方法。

背景技术

为了有效降低“三北”地区的弃风严重造成的风电能的损失，提高可再生能源的利用及环保社会效益，更是为更好解决地区能量需求与电力供应不匹配的问题，目前大多数采用的方法是蓄热锅炉加蓄热水箱的形式来解耦“以热定电”的模式，增加弃风消纳，还有将蓄电池与电锅炉相结合的形式提高弃风消纳的空间和灵活性。虽然这种模式技术比较成熟而且成本不高，但由于水的密度比较小，储存的热量会受到饱和温度的限制，会存在体积大、热效率低和控制复杂等问题。因此，近年来固态储热技术越来越多的进入高校和企业的研究热点。

传统供热主要是依靠燃料(燃煤、燃油、燃气)、电能、水等来供热，其中燃煤、燃油、燃气都会对环境产生污染。目前最常用的是热电联产供热，经济节能并较高的环境保护，但项目建设周期长，投资大，更重要的是工业不灵活，以热定电。在固态储热与储能混合系统中，很大程度上提高了风电消纳，但同时也增加了相应的成本。亟需开发出一种控制方法，解决弃风严重问题，也能提高混合系统运行的效益。

发明内容

本发明提供一种提高风电消纳的固态储热与储能协调调度与控制方法，其目的是为了解决能源生成和使用在时间上的不匹配，分析了调度模型的效用经济收益和潜在收益；固态储热消纳弃风能力有限，提高系统风电消纳能力，分析了固态储热与电储能系统多目标优化模型的整体经济性，该方法是基于规模化固态储热的多能源协调系统优化调度方法，具体是利用固态储热储能技术解决弃风消纳的方法，其通过配置电池和储热模块容量大小，即固态储热实现利用弃风电量提供清洁供热，电池储能缓冲能量。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种提高风电消纳的固态储热与储能协调调度与控制方法，所述方法步骤如下：

步骤一：确定固态储热与储能系统优化协调控制方法；

步骤二：根据弃风特性、考虑电力系统和热力系统的约束条件确定固态储热与储能混合系统双层优化模型；

步骤三：建立固态储热与储能系统双层模型目标函数；

步骤四：根据混合系统运行特性建立固态储热、电池储能和电力电量平衡约束条件；

步骤五：确定固态储热与储能系统双层模型目标函数的模糊隶属度函数，对应每个目标函数的满意度；

步骤六：利用模糊算法求取两个满意度值；

步骤七：根据平均值，最后得出固态储热装置容量与效率，储能电池容量与效率最优配置结果。

本发明相对于现有技术的有益效果为：本发明对提升电力系统调节能力与增加弃风消纳空间，利用规模化大功率固态储热和储能消纳风电，减小系统峰谷差。整体考虑了风电出力不稳定性、解耦热电机组特点，构建了提高风电消纳的固态储热与储能协调调度与控制方法优化调度模型，分析固态储热装置与储能装置在不同条件下运行的经济效益，算例表明，双层优化调度储热装置不仅可节约高峰时刻供热产生的高额电费，且能提升用能负荷水平减少机组深度调峰，最大限度提升系统风电消纳空间，总体效用收益最优。