[发明专利]一种电网协调调度下的弃风供暖系统及方法

摘要

本发明涉及一种电网协调调度下的弃风供暖方法，应用于电网发生临界弃风时，对弃风电量进行电储热。充分考虑电网当前运行状态、风电预测出力、常规机组可调出力、电储热剩余容量等信息，当判断电网已处于临界弃风状态时，通过调度中心的协调调度将弃风电量以热能的形式进行存储。本发明通过调控中心的协调调度，可以精准地利用弃风能源，也改善了传统供暖方式对环境造成的污染。相比较目前的供热系统，在节约能源和环境保护方面取得了重大改进。

主权项

1.一种电网协调调度下的弃风供暖系统，其特征在于系统主要包括以下机构：风电场1、调度中心3、电储热5及常规机组8；各机构之间的通信方式如下：风电场功率预测2、电储热剩余容量4、储热计划6、常规机组出力计划7、常规机组可调出力9、风电场弃风指令10；调度中心3作为该弃风供暖系统的核心机构，分别与风电场1、电储热5及常规机组8进行连接通信；调度中心3接收风电场1发出的风电场功率预测2，经一系列判断后决定是否需要弃风，并向风电场1发送风电场弃风指令10；调度中心3接收电储热5发出的电储热剩余容量4，根据弃风电量的大小制定储热计划6，并向电储热5发送储热计划6；调度中心3接收常规机组8发出的常规机组可调出力9，根据弃风电量的大小决定是否调整常规机组出力，制定常规机组出力计划7，并向常规机组8发送常规机组出力计划7；所述的风电场1持续向调度中心3发送风电场功率预测2，当调度中心3根据当前接收的风电场功率预测2判断风电场1即将发生弃风限电时，便处于临界弃风限电状态，根据计算给出预测弃风电量；所述的临界弃风限电状态，当临界弃风限电状态时，调度中心3接收常规机组8发送的常规机组可调出力9，比较预测弃风电量与常规机组可调出力9的大小；若常规机组可调出力9大于预测弃风电量，则调整常规机组出力以防止发生弃风限电；若常规机组可调出力9小于预测弃风电量或常规机组8出力不可调整，则准备启动电储热装置对弃风电量进行存储；所述的电储热装置，在启动电储热装置前，调度中心3接收电储热5发送的电储热剩余容量4，比较预测弃风电量与电储热剩余容量4的大小；若电储热剩余容量4大于预测弃风电量，则无需进行弃风限电，将弃风电量全部用于电储热；若电储热剩余容量4小于预测弃风电量，则首先将电储热装置的热能储存至最大容量，再将剩余风能进行弃风限电；所述的调度中心3接收风电场1发出的风电场功率预测2，经一系列判断后决定是否需要弃风，其判断依据如下：其中，P_{wind_forecast}为风电场预测发电功率，P_{wind_permit}为不调整情况下风电场允许最大发电功率，P_{adjustable_max}为常规机组最大可调出力，P_{heat_max}为电储热最大输入功率；产生弃风后风电场被限制的发电功率如下：P_{wind_limit}＝P_{wind_permit}+P_{adjustable_max}+P_{heat_max}其中，P_{wind_limitt}为风电场弃风限电后发电功率；所述的调度中心3接收电储热5发出的电储热剩余容量4，根据弃风电量的大小制定储热计划6，并向电储热5发送储热计划6，电储热功率计算依据如下：其中，P_{heat_storage}为电储热输入功率，P_{wind_current}为风电场当前发电功率，C_{heat_current}为电储热当前已存储容量，C_{heat_full}为电储热最大容量；所述的调度中心3接收常规机组8发出的常规机组可调出力9，根据弃风电量的大小决定是否调整常规机组出力，制定常规机组出力计划7，并向常规机组8发送常规机组出力计划7，常规机组可调出力的计算依据如下：P_{adjustable_max}＝(P_{Coal_current}‑P_{Coal_min})+(P_{contact_max}‑P_{contact_current})其中，P_{adjustable_max}为常规机组最大可调出力，P_{Coal_current}为火电机组当前出力，P_{Coal_min}为火电机组最小技术出力，P_{contact_max}为联络线最大可输出功率，P_{contact_current}为联络线当前输出功率；风电场1持续向调度中心3发送风电场功率预测2，当调度中心3根据当前接收的风电场功率预测2判断风电场1即将发生弃风限电时，便处于临界弃风限电状态，根据计算给出预测弃风电量；临界弃风限电状态时，调度中心3接收常规机组8发送的常规机组可调出力9，比较预测弃风电量与常规机组可调出力9的大小；若常规机组可调出力9大于预测弃风电量，则调整常规机组出力以防止发生弃风限电；若常规机组可调出力9小于预测弃风电量或常规机组8出力不可调整，则准备启动电储热装置对弃风电量进行存储；启动电储热装置前，调度中心3接收电储热5发送的电储热剩余容量4，比较预测弃风电量与电储热剩余容量4的大小；若电储热剩余容量4大于预测弃风电量，则无需进行弃风限电，将弃风电量全部用于电储热；若电储热剩余容量4小于预测弃风电量，则首先将电储热装置的热能储存至最大容量，再将剩余风能进行弃风限电；所述的调度中心3接收风电场1发出的风电场功率预测2，经一系列判断后决定是否需要弃风，其判断依据如下：其中，P_{wind_forecast}为风电场预测发电功率，P_{wind_permit}为不调整情况下风电场允许最大发电功率，P_{adjustable_max}为常规机组最大可调出力，P_{heat_max}为电储热最大输入功率；产生弃风后风电场被限制的发电功率如下：P_{wind_limit}＝P_{wind_permit}+P_{adjustable_max}+P_{heat_max}其中，P_{wind_limitt}为风电场弃风限电后发电功率；所述的调度中心3接收电储热5发出的电储热剩余容量4，根据弃风电量的大小制定储热计划6，并向电储热5发送储热计划6，电储热功率计算依据如下：其中，P_{heat_storage}为电储热输入功率，P_{wind_current}为风电场当前发电功率，C_{heat_current}为电储热当前已存储容量，C_{heat_full}为电储热最大容量；所述的调度中心3接收常规机组8发出的常规机组可调出力9，根据弃风电量的大小决定是否调整常规机组出力，制定常规机组出力计划7，并向常规机组8发送常规机组出力计划7，常规机组可调出力的计算依据如下：P_{adjustable_max}＝(P_{Coal_current}‑P_{Coal_min})+(P_{contact_max}‑P_{contact_current})其中，P_{adjustable_max}为常规机组最大可调出力，P_{Coal_current}为火电机组当前出力，P_{Coal_min}为火电机组最小技术出力，P_{contact_max}为联络线最大可输出功率，P_{contact_current}为联络线当前输出功率；系统规模为：风电场1容量为50MW，电储热5容量为5MW，常规机组8当前可出力范围为95MW‑100MW，总负荷150MW；(1)常规机组8出力不可调，电储热5剩余容量不足当前风电场1出力30MW，预测风电场1出力将达到35MW，当前常规机组8出力95MW，当前负荷125MW，电储热5剩余容量2MW；此时预测风电场1出力与常规机组8出力之和已达到130MW，当前负荷只有125MW，且常规机组8出力已达最小值不可调整，电储热5容量还剩余2MW，不足以接纳全部风电；由调度中心3发布指令，多出的5MW风电中有2MW用于电储热5，风电场1调整风力发电曲线将其它3MW弃掉；(2)常规机组8出力不可调，电储热5剩余容量充足当前风电场1出力30MW，预测风电场1出力将达到33MW，当前常规机组8出力95MW，当前负荷125MW，电储热5剩余容量4MW；此时预测风电场1出力与常规机组8出力之和已达到128MW，当前负荷只有125MW，且常规机组8出力已达最小值不可调整，电储热5容量还剩余4MW，足够接纳全部风电；由调度中心3发布指令，多出的3MW风电用于电储热5，无需弃风；(3)常规机组8出力可调，调整后仍需限电，电储热5剩余容量不足当前风电场1出力30MW，预测风电场1出力将达到40MW，当前常规机组8出力100MW，当前负荷130MW，电储热5剩余容量2MW；此时预测风电场1出力与常规机组8出力之和已达到140MW，当前负荷只有130MW，常规机组8出力可下调5MW，调整后仍不足以接纳全部风电，电储热5容量还剩余2MW，不足以接纳全部风电；由调度中心3发布指令，常规机组8出力下调5MW，多出的5MW风电中有2MW用于电储热5，风电场1调整风力发电曲线将其它3MW弃掉；(4)常规机组8出力可调，调整后仍需限电，电储热5剩余容量充足当前风电场1出力30MW，预测风电场1出力将达到38MW，当前常规机组8出力100MW，当前负荷130MW，电储热5剩余容量4MW；此时预测风电场1出力与常规机组8出力之和已达到138MW，当前负荷只有130MW，常规机组8出力可下调5MW，调整后仍不足以接纳全部风电，电储热5容量还剩余4MW；由调度中心3发布指令，常规机组8出力下调5MW，多出的3MW风电用于电储热5，无需弃风；(5)常规机组8出力可调，调整后不需限电当前风电场1出力30MW，预测风电场1出力将达到34MW，当前常规机组8出力100MW，当前负荷130MW，电储热5剩余容量4MW；此时预测风电场1出力与常规机组8出力之和已达到134MW，当前负荷只有130MW，常规机组8出力可下调5MW，调整后能够接纳全部风电；由调度中心3发布指令，常规机组8出力下调5MW，无需弃风；实施流程为：开始‑临界弃风限电状态‑常规机组可调出力，若是，调整常规机组出力；若否，电储热剩余容量是否充足；调整常规机组出力‑调整后是否限电，若是，电储热剩余容量是否充足；若否，结束；电储热剩余容量是否充足，若是，全部弃风电量用于电储热；若否，部分弃风电量用于电储热；全部弃风电量用于电储热‑结束；部分弃风电量用于电储热‑调整风力发电曲线‑发生弃风限电‑结束。