一种适用于弃风消纳的气电一体化供暖系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术涉及供暖系统，本发明专利技术公开了一种适用于弃风消纳的气电一体化供暖系统，其具体包括风电锅炉、处理器和风电系统；所述风电锅炉连接风电系统，并将风电系统的弃风转化为热能，输送给热管网，最后输送到用户端；所述处理器用于获取电力网络的电力使用状况，并根据电力使用状况判断是否开启风电锅炉。燃气+弃风互补的电采暖方式，可以达到北方偏冷地区供暖的实际需要（全天24小时供热），也能够有效利用弃风实现供暖，具有初投资成本低，运行稳定，维护量较小，安全无污染，经济性好等优势，实现天然气锅炉与风电锅炉互补的气电一体化供暖方式，将成为近期电能替代重点关注及试点使用的方向，具有现实意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及供暖系统，尤其涉及一种适用于弃风消纳的气电一体化供暖系统及其实现方法，该系统采用电力系统的弃风供暖，能源清洁无污染，减少电力系统的弃风浪费，实现天然气锅炉与风电锅炉互补的气电一体化供暖。
技术介绍
近年来，我国的风电产业发展迅速，风电机组的装机容量已位居世界前列。但是随着风电产业的快速发展我国的部分风资源富集区域也面临着弃风问题，风电消纳陷入困境。根据国家能源局统计数据显示，2013年全国的风电弃风电量达到了162亿千瓦时。尤其是在我国“三北区域”(东北、华北、西北)，冬季供暖期由于热电联产机组受以热定电运行模式的约束，夜间时段具有较高的强迫出力极大降低了系统调节能力，为保证系统安全稳定运行，造成了大量弃风。不仅浪费了大量的清洁能源，也大量消耗化石能源并排放污染物。采用风电供暖，可以减少弃风并实现节能减排，效益巨大，目前发展迅速。但是，如果风电清洁供暖使用的不是弃风电量，从能源利用的角度考虑出发则不经济，但是风电出力具有间歇性和不稳定性，和稳定的供暖需求之间不匹配，因此只是用风电供暖也很难达到供暖的要求。CN201410705803.7公开了一种风电供暖的区域规划方法，所述方法包括：S1、根据所获取的风功率预测曲线和风电实际出力曲线计算供暖期内所述待规划区域的弃风电量：S2、判断所述弃风电量是否大于设定的阈值，是，则认为在该区域可以实施风电清洁供暖，进行下一步，否则放弃；S3、根据所述弃风电量计算所述带规划区域中可供暖区域的面积；S4、根据所述可供暖区域的面积计算所需要的储热装置的容量；S5、根据所述供弃风电量和储热装置的容量，在可供暖区域内设计风电清洁供暖。本专利技术的方法根据规划区域的实际风资源数据、风电出力数据、热负荷需求数据评价该区域施行风电清洁供暖方案所具有的可行性，并定量计算可供暖面积以及所需要配置的储热装置的容量大小。然而这样的供暖方法仅仅通过设定弃风量阈值，没有考虑电力负荷和极端天气的影响，并不能合理有效的利用风电清洁供暖。
技术实现思路
针对现有技术中的供暖系统没有考虑电力负荷和极端天气的影响，本专利技术公开了一种适用于弃风消纳的气电一体化供暖系统及其实现方法。本专利技术的技术方案如下：本专利技术公开了一种适用于弃风消纳的气电一体化供暖系统，其具体包括风电锅炉、处理器和风电系统；所述风电锅炉连接风电系统，并将风电系统的弃风转化为热能，输送给热管网，最后输送到用户端；所述处理器用于获取电力网络的电力使用状况，并根据电力使用状况判断是否开启风电锅炉。更进一步地，当处理器判断为在白天负荷量较大的时段，风电锅炉不启动。更进一步地，当处理器判断为在深夜或者凌晨时段，则电网用电为低谷时段，可接入的最大用电功率由电网峰谷差决定；根据电网负荷峰谷差，可得现有配电设施下弃风供暖的最大供暖面积。更进一步地，当电网负荷峰谷差为Δ时，最大供暖面积Sm计算公式为： S m = η 1 ( 1 - η 2 ) T s Δ WT h ]]>其中，W为供暖系统的采暖热指标，Th为供暖时间，Ts为电锅炉蓄热时间，η1为风电锅炉的产热效率，η2为系统管网热损耗。更进一步地，当最大供暖面积Sm大于实际供暖面积S时，电力网发信号给风电锅炉供热，热管网发信号给燃气锅炉不动作；反之，当最大供暖面积Sm小于等于实际供暖面积S时，风电锅炉和燃气锅炉一起动作。更进一步地，在极端天气下，实时判断风电量与负荷量变化引起的供暖区域的大小关系，并控制风电锅炉和燃气锅炉的投入。本专利技术还公开了一种适用于弃风消纳的气电一体化供暖方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、处理器用于获取电力网络的电力使用状况，并根据电力使用状况判断是否开启风电锅炉；步骤二，根据步骤一的判断结果处理风电锅炉是否开启，当判断结果是开启风电锅炉时，将风电系统的弃风转化为热能，输送给热管网，最后输送到用户端。通过采用以上的技术方案，本专利技术的有益效果为：燃气+弃风互补的电采暖方式，可以达到北方偏冷地区供暖的实际需要(全天24小时供热)，也能够有效利用弃风实现供暖，在综合考虑环境、调温性、节能性、安全性等因素的前提下，具有初投资成本低，运行稳定，维护量较小，安全无污染，经济性好等优势，实现天然气锅炉与风电锅炉互补的气电一体化供暖方式，将成为近期电能替代重点关注及试点使用的方向，具有现实意义。在负荷量较大的电力峰段和平段，风电大部分被用作上网供电，即使有部分弃风并不能用作供热，而在负荷量较小的电力谷段，才会考虑计算弃风量和供热区域面积进行供暖。本专利技术基于电力峰谷段和极端天气下的影响，先判断电网状态，再考虑利用弃风进行供暖，能更有效可靠的实施风电清洁供暖。附图说明图1为本专利技术的供暖方案的系统结构图。图2为本专利技术的供暖方案的系统流程图。具体实施方式下面结合说明书附图，详细说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术依靠以下技术方案实现：本专利技术公开了一种适用于弃风消纳的气电一体化供暖系统，其具体包括风电系统1、其他的常规电源系统2、燃气锅炉4、电力网络5、热管网6以及用户端7；所述风电系统1、其他的常规电源系统2、电力网络5和用户端7组成常规的电力网络；所述燃气锅炉4、热管网6以及用户端7组成常规的供暖系统。常规的电力网络和常规的供暖系统采用现有的技术就可以实现，本领域的技术人员都清楚，在此不再赘述其实现原理及过程。本专利技术的其中一个实施例为：在上述供电和供暖一体化系统之上设置风电锅炉3、处理器，所述风电锅炉3连接风电系统，并将风电系统的弃风转化为热能，输送给热管网，最后输送到用户端。处理器用于获取电力网络的电力使用状况，并根据电力使用状况判断是否开启风电锅炉。系统工作时，风电系统1和常规电源2发电经由电力网络5向用户7供电；所述风电锅炉3从所述电力网络5获取风电加热水向所述热管网6供热，所述燃气锅炉4由所述燃气管道8提供天然气进行加热后向所述热管网6供热，所述用户7由所述热管网6供热。电力负荷由风电和常规电源共同满足，其供热则包括如下运行模式：模式1：在白天负荷量较大的时段，进入电力峰段和平段，风电主要用作上网供电，通过用户7反馈给电力网和热管网，电力网发信号给风电锅炉3不动作，热管网发信号给燃气锅炉4进行供热；模式2：在深夜或者凌晨时段，电网用电低谷时段可接入的最大用电功率由电网峰谷差决定。根据电网负荷峰谷差，可得现有配电设施下弃风供暖方案最大供暖面积。电网负荷峰谷差为Δ时，最大供暖面积Sm计算公式为： S m = η 1 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于弃风消纳的气电一体化供暖系统，其特征在于具体包括风电锅炉、处理器和风电系统；所述风电锅炉连接风电系统，并将风电系统的弃风转化为热能，输送给热管网，最后输送到用户端；所述处理器用于获取电力网络的电力使用状况，并根据电力使用状况判断是否开启风电锅炉。

【技术特征摘要】
1.一种适用于弃风消纳的气电一体化供暖系统，其特征在于具体包括风电锅炉、处理器和风电系统；所述风电锅炉连接风电系统，并将风电系统的弃风转化为热能，输送给热管网，最后输送到用户端；所述处理器用于获取电力网络的电力使用状况，并根据电力使用状况判断是否开启风电锅炉。2.如权利要求1所述的适用于弃风消纳的气电一体化供暖系统，其特征在于当处理器判断为在白天负荷量较大的时段，风电锅炉不启动。3.如权利要求1所述的适用于弃风消纳的气电一体化供暖系统，其特征在于当处理器判断为在深夜或者凌晨时段，则电网用电为低谷时段，可接入的最大用电功率由电网峰谷差决定；根据电网负荷峰谷差，可得现有配电设施下弃风供暖的最大供暖面积。4.如权利要求3所述的适用于弃风消纳的气电一体化供暖系统，其特征在于当电网负荷峰谷差为Δ时，最大供暖面积Sm计算公式为： S m = η 1 ( 1 - η 2 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖猛，汪小明，严居斌，王波，孙波，王司琪，张琳，欧阳雪彤，黄燕，高栋梁，李萌，聂伎苡，陈思远，
申请(专利权)人：成都城电电力工程设计有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51