基于热负荷调节的供电量双阶段优化调度方法技术

本发明专利技术公开一种基于热负荷调节的供电量双阶段优化调度方法，步骤包括：S1.日前调度阶段：预测次日负荷及风电出力，并根据目标供应区所需供热量得到次日调节风电供热量的供热量调度计划；S2.实时调度阶段：按照供热量调度计划对目标供应区进行供热，并实时在预设范围内调整热负荷量，以对供热量进行实时优化调度。本发明专利技术实现方法简单，能够考虑热负荷调节实现供热调度，提高热电机组的调节能力、供热性能，以及提高供热利用率，减少环境污染。

Two stage optimal dispatching method of power supply based on heat load regulation

The invention discloses a two stage optimal scheduling method of power supply based on heat load regulation. The steps include: S1. day ahead scheduling phase: forecast the next day load and wind power output, and get the heat supply scheduling plan according to the heat supply needed in the target supply area, and the S2. real-time scheduling phase: according to the heat supply The dispatching plan provides heat supply to the target area and adjusts the heat load in the preset range in real time, so as to optimize the dispatch of heat supply in real time. The method is simple to realize, can consider heat load regulation to realize heat supply dispatching, improve the regulating ability and heating performance of the thermoelectric unit, and improve the utilization rate of heat supply and reduce the pollution of the environment.

【技术实现步骤摘要】
基于热负荷调节的供电量双阶段优化调度方法
本专利技术涉及风电供热
，尤其涉及一种基于热负荷调节的供电量双阶段优化调度方法。
技术介绍
目前我国集中供热通常是采用热电机组供热的方式，而热电机组一般都运行在“以热定电”模式下，其出力取决于供热量，导致在冬季供暖期热电机组的电出力的调节能力受到很大限制。通过风电加装电锅炉与热电厂一同供热，实现热电厂机组“热电解耦”，热电机组的电出力不再取决于需求的热负荷量，可以提升冬季供暖季热电机组的调节能力。目前通常是将风电、电锅炉以及热电厂组合成风-电-热电厂，一方面可以提高风电场的调节能力，另一方面可以通过组合电厂内部热电负荷的优化调度降低日前申报出力与虚拟电厂实际出力的偏差以降低惩罚成本。双阶段优化调度对应的电力市场分别为日前电力市场与实时辅助平衡市场，在日前电力市场中，会公布日前的24小时售电价格，电厂可以根据24小时售电价格申报自己的电出力，而在实时辅助平衡市场中，若电厂实际出力大于申报出力，则多余出力会以一个低于日前的电力价格(下调电价)出售这部分电量；若电厂实际出力小于申报出力，则不足的出力必须以一个高于日前的电力价格(上调电价)购买这部分不足的出力。上层调度中心作为风-电-热电厂的信息中枢，负责根据天气以及历史情况预测次日负荷及风电出力，并根据日前市场电价、碳排放价格等信息，在保证热负荷供应的情况下，调节风电供热量，以收益最大为目标，做出电厂的日前调度计划并上报电网；由于风电出力具有波动性，在实时调度中上层调度中心综合考虑实时辅助平衡市场中的上下调电价、燃料成本、风电出力偏差量、热负荷可调节量等因素，制定相应的实时调度计划，通过改变风电供热量、热负荷调节量，调节风-电-热电厂的出力，以实现其最大收益。但目前进行实时调度时，通常都是通过风-电-热电厂供热时保持供热区域内部的温度始终保持不变，风-电-热电厂的供热量取决于保持室内温度不变化时所需的热量，供热负荷是不可调节的，而人体对温度具有一定适应能力，室内温度在一定范围内调节并不会显著影响人的舒适度，上述热负荷固定的方式会造成能源浪费，且供热机组的电出力受到供热负荷的限制，无法调节得到最优出力，影响热电机组的调节性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种实现方法简单、能够考虑热负荷调节实现供热调度，且热电机组的调节能力强、供热性能好、供热利用率高以及环境污染小的基于热负荷调节的供电量双阶段优化调度方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种基于热负荷调节的供电量双阶段优化调度方法，步骤包括：S1.日前调度阶段：预测次日负荷及风电出力，并根据目标供应区所需供热量确定次日调节风电供热量的供热量调度计划；S2.实时调度阶段：按照所述供热量调度计划对目标供应区进行供热，并实时在预设范围内调整热负荷量，以对供热量进行实时优化调度。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S2中具体根据实时电价、碳排放惩罚、热电厂燃料成本、热负荷可调节量以及实时辅助平衡市场中的上下调电价、风电出力偏差量中一种或多种调整所述热负荷量，以调节风-电-热电厂的出力，使得风-电-热电厂的实际收益最大。作为本专利技术的进一步改进，所述风-电-热电厂的实际收益具体按下式计算得到：maxfre＝Ie'+I'h-Cc'o2-C'fu-C'PE其中，fre为实时调度时风-电-热电厂的收益，I'h、Ie'、Cc'o2、C'fu、C'PE分别为实时调度时风-电-热电厂售热收益、售电收益、碳排放惩罚、燃料成本和单位温度变化给予用户的热负荷调节补贴，hi、Ti'n分别为考虑热负荷调节时单位室内温度变化用户的补贴以及室内温度，Pgap、Igap分别为实时调度中风-热电厂的不平衡出力及该部分出力的出售收益或购买费用，ke'为实时市场中的电价。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S2还包括预测当前指定时间段内的风电出力，综合预测的所述风电出力调整所述热负荷量。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S2中还设置有约束目标供热区最低温度值、最高温度值的温度上下限约束，即按照设置的所述室内温度上下限约束调整热负荷量。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S2中具体由热用户确定所需的热负荷调节量。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S1中供热量调度计划具体根据预测数据确定热负荷量，以确定风-电-热电厂的出力，使得风-电-热电厂的预测收益最大。作为本专利技术的进一步改进：所述步骤S1中具体根据先指定时间段内气象历史数据预测次日的气象数据，并综合次日电价、碳排放价格、热负荷、风电出力、热电厂燃料成本确定次日风-电-热电厂的出力计划，得到次日的供热量调度计划。作为本专利技术的进一步改进，所述预测收益具体按下式计算得到：maxfda＝Ie+Ih-Cco2-Cfu其中，fda为日前调度策略中的预计收益，Ie、Ih分别为售电收益与售热收益，Cco2为碳排放带来排碳惩罚，Cfu为热电厂消耗的燃料成本，且满足：其中，PG、PW分别为热电厂、风电场的总出力，PGe、PGh分别为热电厂电出力和热出力，PWe、PWh分别为风电场电出力和风电场经锅炉产生的热出力，η为电锅炉的电换热效率，δ、λ分别为电锅炉的换热系数和热电厂的热电比；ke(t)为当前时段电价，e、ω分别为热电厂单位产能的碳排放量和碳排放惩罚系数，a、b、c为将热电厂的耗能函数拟合为二次函数后的热电厂单位耗能系数。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1)本专利技术基于日前-实时双阶段优化调度方式实现热电厂供热量的优化调度，同时考虑人体对温度具有一定适应能力，将热负荷作为可调节负荷，通过在适当范围内调节供热温度以实现热负荷的调节，能够保证供热需求，在“热电解耦”的基础上进一步提高其调节能力，同时减少能源浪费、提高能源利用率，进一步可以降低风-电-热电厂的日前申报出力及实时出力的偏差，降低惩罚成本，提高风-电-热电厂的上下调峰能力，实现风-电-热电厂在实时辅助平衡市场中获得更大收益。2)本专利技术基于双阶段优化调度实现热电厂供热量的优化调度，通过调节热负荷，可以使得风-电-热电厂在实时调度时可以更好的调节其电出力，能够在实际生产运行中获得更高的收益，同时对于参与调节的热用户，在满足供热需求的同时，还可以获得一定的热调节补偿，，可以有效提高能源的利用率、降低碳排放和煤耗，从而缓解温室效应，减少供暖季雾霾的产生。3)本专利技术进一步根据实时电价、碳排放惩罚、热电厂燃料成本、热负荷可调节量以及实时辅助平衡市场中的上下调电价、风电出力偏差量等调整热负荷量，以调节风-电-热电厂的出力，使得风-电-热电厂的实际收益最大，从而在保证供热性能的基础上，结合热负荷的合理调节实现实际收益最大化。4)本专利技术进一步在实时调度模式中，在考虑热负荷调节的基础上，综合由于热负荷提供的调节补贴、风-电-热电厂收益以及电价等多种因素计算最大收益，基于该最大收益确定所需的热负荷调节量，从而可以有效提高热电机组调节性能及供热利用率，同时保证实现最佳的供热性能。5)本专利技术进一步在日前调度模式中，结合热电厂、风电场的出力、电锅炉的效率以及环境污染等多种因素，提供最优预测供热计划，保证次日最优的供热性能。附图说明图1是本实施例基于热负荷调节的供电量双阶段优化调度方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于热负荷调节的供电量双阶段优化调度方法，其特征在于，步骤包括：S1.日前调度阶段：预测次日负荷及风电出力，并根据目标供应区所需供热量确定次日调节风电供热量的供热量调度计划；S2.实时调度阶段：按照所述供热量调度计划对目标供应区进行供热，并实时在预设范围内调整热负荷量，以对供热量进行实时优化调度。

【技术特征摘要】
1.一种基于热负荷调节的供电量双阶段优化调度方法，其特征在于，步骤包括：S1.日前调度阶段：预测次日负荷及风电出力，并根据目标供应区所需供热量确定次日调节风电供热量的供热量调度计划；S2.实时调度阶段：按照所述供热量调度计划对目标供应区进行供热，并实时在预设范围内调整热负荷量，以对供热量进行实时优化调度。2.根据权利要求1所述的基于热负荷调节的供电量双阶段优化调度方法，其特征在于：所述步骤S2中具体根据实时电价、碳排放惩罚、热电厂燃料成本、热负荷可调节量以及实时辅助平衡市场中的上下调电价、风电出力偏差量中一种或多种调整所述热负荷量，以调节风-电-热电厂的出力，使得风-电-热电厂的实际收益最大。3.根据权利要求2所述的基于热负荷调节的供电量双阶段优化调度方法，其特征在于，所述风-电-热电厂的实际收益具体按下式计算得到：maxfre＝I′e+I′h-C′co2-C′fu-C′PE其中，fre为实时调度时风-电-热电厂的收益，I'h、I′e、C′co2、C'fu、C'PE分别为实时调度时风-电-热电厂售热收益、售电收益、碳排放惩罚、燃料成本和单位温度变化给予用户的热负荷调节补贴，hi、T′in分别为考虑热负荷调节时单位室内温度变化用户的补贴以及室内温度，Pgap、Igap分别为实时调度中风-热电厂的不平衡出力及该部分出力的出售收益或购买费用，k′e为实时市场中的电价。4.根据权利要求2所述的基于热负荷调节的供电量双阶段优化调度方法，其特征在于，所述步骤S2还包括预测当前指定时间段内的风电出力，综合预测的所述风电出力调整所述热负荷量。5.根据权利要求1～4中任意一项所述的基于热负荷调节的供电量双阶段优...

【专利技术属性】
技术研发人员：周任军，王仰之，陈溢，武浩然，许福鹿，王珑，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43