蓄热电锅炉实时消纳弃风电量能力的评估方法技术

本发明专利技术提供了一种蓄热电锅炉实时消纳弃风电量能力的评估方法，计算前先收集单个蓄热电锅炉参数，并确定建立单个蓄热电锅炉、上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳能力指标集；继之，计算单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体的额定功率、额定电压、额定蓄热量，实际运行功率、炉温、当前实际蓄热量；接着计算出可调功率、剩余蓄热量；然后获得单个蓄热电锅炉并计算出上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体认购负荷，计算出当前实际蓄热量占总蓄热量的百分比、剩余蓄热量占总蓄热量的百分比，最后将相关数据分别导入消纳能力指标集。本发明专利技术可为蓄热电锅炉蓄热消纳电能能力提供数据支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统数据计算领域，特别是一种蓄热电锅炉实时消纳弃风电量能力的评估方法。
技术介绍
风力发电机在发电中，不向终端用户供电称之为弃风，弃风产生的原因很多，常常因地区特点而异，包括电力系统检修或故障、风电送出通道能力不足、电网系统调峰(调频)能力不足等方面，其中电网控制系统调峰(调频)能力不足是弃风一个重要的原因；在虚拟发电厂中，虚拟发电厂将包括风力发电在内的各种发电形式接入电能采用控制系统进行调度，通过虚拟发电厂的运行机制实现传统能源发电方式(比如火力发电)与新能源发电方式(比如风力发电)之间的互补协同与电网优化运行，以最大限度地平抑新能源电力的强随机波动性，提高能源利用率，目前电力系统采用的调度规则，对负荷的有效调度是难以实现的，在虚拟发电厂发出的电能大于用电终端负荷时，会造成电能的浪费(比如风力发电机弃风时发出的电能)，因此，采用蓄热电锅炉加热蓄热电锅炉内加热体，在用户集中取暖时，通过蓄热电锅炉为用户供暖，是消纳虚拟发电厂多余电能行之有效的方式，避免了能源浪费；但是，在现有的技术中，没有一种可以通过计算，对蓄热电锅炉作为实时消纳虚拟发电厂多于电量(比如风力发电机弃风时发出的电能)能力进行评估的方法，电力系统管理部门不能直观获得蓄热电锅炉消纳虚拟发电厂多于电量的数据，也就不能根据虚拟发电厂规模以及负荷用电情况，为采用多少数量的蓄热电锅炉消纳虚拟发电厂多于电量提供理论数据支持，实际应用中采用数量过多的蓄热电锅炉时，会造成经济上的多余付出，还会因蓄热电锅炉过多蓄热电锅炉内的蓄热体不能被有效加热，影响用户取暖需要，不能达到好的效费比，采用数量少的蓄热电锅炉时，又会因不能有效消纳电量，造成电能浪费。
技术实现思路
为了克服现有的技术中的缺陷，本专利技术提供了一种清晰直观的蓄热电锅炉实时消纳弃风电量能力的评估方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：蓄热电锅炉实时消纳弃风电量能力的评估方法，设定蓄热电锅炉、虚拟发电厂的协调控制系统在虚拟发电厂中所处的位置并导入相关数据进行计算，计算时先收集蓄热电锅炉参数，通过收集的蓄热电锅炉参数，确定建立单个蓄热电锅炉的消纳能力指标集以及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳能力指标集，通过收集的蓄热电锅炉参数数据和建立的单个蓄热电锅炉消纳能力指标集以及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳能力指标集，计算出单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体在非运行状态下的额定功率、额定电压、额定蓄热量，通过单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体在非运行状态下额定功率、额定电压、额定蓄热量数据，计算出单个蓄热电锅炉和协调控制系统控制下蓄热电锅炉总体的实际运行功率、炉温、当前实际蓄热量，通过单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体在非运行状态下的额定功率、额定电压、额定蓄热量数据，以及单个蓄热电锅炉和协调控制系统控制下蓄热电锅炉总体的实际运行功率、炉温、当前实际蓄热量数据，计算出单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体可调功率、剩余蓄热量，通过得到的单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体可调功率、剩余蓄热量数据，计算出单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体认购负荷，也就是单个蓄热电锅炉和上报协调控制系统蓄热电锅炉总体消耗的电量，并计算出单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体当前实际蓄热量占总蓄热量的百分比、剩余蓄热量占总蓄热量的百分比，最后将额定功率、额定电压、额定蓄热量、实际运行功率、炉温、当前实际蓄热量、可调功率、剩余蓄热量、认购负荷、当前实际蓄热量占总蓄热量的百分比、剩余蓄热量占总蓄热量的百分比，以及检测的蓄热电锅炉供水温度、回水温度数据分别导入单个蓄热电锅炉消纳能力指标集以及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳能力指标集中，通过两个指标集数据可直观得到单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳电能的数据，并对单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳电能的能力做出评估。上述方案中，为了评估的准确性，通过两种方式设定蓄热电锅炉、虚拟发电厂的协调控制系统在虚拟发电厂中所处的位置并导入相关数据进行计算，第一种方式是把所有蓄热电锅炉设定为虚拟发电厂，协调控制系统是虚拟发电厂的控制中心，第二种方式是把协调控制系统设定为虚拟发电厂，上述方案中，所述收集蓄热电锅炉参数方法是：依照蓄热电锅炉的相关技术资料进行参数收集，需收集的参数包括单个蓄热电锅炉的额定运行功率、额定电压、额定蓄热量、实际运行功率、实际蓄热量、蓄热电锅炉蓄热体允许的最低温度Tmin、蓄热电锅炉蓄热体加热的最高温度Tmax、蓄热电锅炉内温度传感器测得的温度、蓄热电锅炉内换热器出口温度传感器测得的温度、蓄热电锅炉内换热器入口温度传感器测得的温度、蓄热电锅炉的用电量。上述方案中，所述通过收集的蓄热电锅炉参数，确定建立单个蓄热电锅炉的消纳能力指标集以及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳能力指标集，两个指标集分别包括运行控制类参数、展示查看类参数，运行控制类参数包含额定状态参数、实时运行参数、预测状态参数，额定状态参数分为额定功率、额定电压、额定蓄热量，分别用PN、UN、WN表示，实时运行参数分为实际运行功率、当前实际蓄热量、炉温，分别用P、W、T表示，预测状态参数分为可调功率、剩余蓄热量，分别用P0、W0表示，展示查看类参数包含供水温度、回水温度、认购负荷、当前实际蓄热量占总蓄热量的百分比、剩余蓄热量占总蓄热量的百分比，分别用Tg、Th、Pr、K1、K2表示。上述方案中，所述通过收集的蓄热电锅炉参数数据和建立的单个蓄热电锅炉消纳能力指标集以及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳能力指标集，计算出单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体在非运行状态下的额定功率、额定电压、额定蓄热量方法是：第一步，计算额定功率，对于把蓄热电锅炉设定为虚拟发电厂时，额定功率为负，大小与蓄热电锅炉额定加热功率相等，单个蓄热电锅炉额定功率用公式PN＝-PN电锅炉计算，其中，PN为蓄热电锅炉设定为虚拟发电厂时的额定功率，PN电锅炉为蓄热电锅炉额定设计功率，是蓄热电锅炉上的铭牌参数，对于把协调控制系统设定为虚拟发电厂时，额定功率为协调控制系统控制下所有蓄热电锅炉总体额定功率的总和，用公式计算，其中，为表示区别PN'是协调控制系统设定为虚拟发电厂，虚拟发电厂的额定功率，i为分布的蓄热电锅炉个数，PNi为蓄热电锅炉作为虚拟发电厂时多个蓄热电锅炉中第i个的额定功率；第二步，计算额定电压，对于把蓄热电锅炉设定为虚拟发电厂时，额定电压为单个蓄热电锅炉额定工作电压，用公式UN＝UN电锅炉计算，其中，UN是把蓄热电锅炉设定为虚拟发电厂时的额定电压，UN电锅炉为蓄热电锅炉的铭牌参数，对于把协调控制系统设定为虚拟发电厂时，虚拟发电厂没有统一的额定电压，将每一个分布的蓄热电锅炉额定电压上报到电力调度中心；第三步，计算额定蓄热量，对于把蓄热电锅炉设定为虚拟发电厂时，额定蓄热量是指蓄热电锅炉运行过程中允许的最低温度，也就是电能把单个蓄热电锅炉内蓄热体加热，蓄热体蓄满热量消耗的电量，该参数随蓄热体大小的差异而不同，数据由设备厂商提供，同时，单个蓄热电锅炉蓄热体允许的最低温度Tmin本文档来自技高网...

【技术保护点】
蓄热电锅炉实时消纳弃风电量能力的评估方法，其特征在于，设定蓄热电锅炉、虚拟发电厂的协调控制系统在电网中所处的位置并导入相关数据进行计算；计算时先收集蓄热电锅炉参数，通过收集的蓄热电锅炉参数，确定建立单个蓄热电锅炉的消纳能力指标集以及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳能力指标集；通过收集的蓄热电锅炉参数数据和建立的单个蓄热电锅炉消纳能力指标集以及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳能力指标集，得出单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体的额定功率、额定电压、额定蓄热量、认购负荷；通过单个蓄热电锅炉实际运行功率、炉温、当前实际蓄热量数据，计算出协调控制系统控制下蓄热电锅炉总体的实际运行功率、炉温、当前实际蓄热量；通过单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体的额定功率、额定电压、额定蓄热量数据，以及单个蓄热电锅炉和协调控制系统控制下蓄热电锅炉总体的实际运行功率、炉温、当前实际蓄热量数据，计算出单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体可调功率、剩余蓄热量；通过得到的单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体可调功率、剩余蓄热量数据，计算出单个蓄热电锅炉和上报协调控制系统蓄热电锅炉总体消耗的电量，并计算出单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体当前实际蓄热量占总蓄热量的百分比、剩余蓄热量占总蓄热量的百分比；最后将额定功率、额定电压、额定蓄热量、实际运行功率、炉温、当前实际蓄热量、可调功率、剩余蓄热量、认购负荷、当前实际蓄热量占总蓄热量的百分比、剩余蓄热量占总蓄热量的百分比，以及检测的蓄热电锅炉供水温度、回水温度数据分别导入单个蓄热电锅炉消纳能力指标集以及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳能力指标集中；通过两个指标集数据可直观得到单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳电能的数据，并对单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳电能的能力做出评估。...

【技术特征摘要】
1.蓄热电锅炉实时消纳弃风电量能力的评估方法，其特征在于，设定蓄热电锅炉、虚拟发电厂的协调控制系统在电网中所处的位置并导入相关数据进行计算；计算时先收集蓄热电锅炉参数，通过收集的蓄热电锅炉参数，确定建立单个蓄热电锅炉的消纳能力指标集以及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳能力指标集；通过收集的蓄热电锅炉参数数据和建立的单个蓄热电锅炉消纳能力指标集以及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳能力指标集，得出单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体的额定功率、额定电压、额定蓄热量、认购负荷；通过单个蓄热电锅炉实际运行功率、炉温、当前实际蓄热量数据，计算出协调控制系统控制下蓄热电锅炉总体的实际运行功率、炉温、当前实际蓄热量；通过单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体的额定功率、额定电压、额定蓄热量数据，以及单个蓄热电锅炉和协调控制系统控制下蓄热电锅炉总体的实际运行功率、炉温、当前实际蓄热量数据，计算出单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体可调功率、剩余蓄热量；通过得到的单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体可调功率、剩余蓄热量数据，计算出单个蓄热电锅炉和上报协调控制系统蓄热电锅炉总体消耗的电量，并计算出单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体当前实际蓄热量占总蓄热量的百分比、剩余蓄热量占总蓄热量的百分比；最后将额定功率、额定电压、额定蓄热量、实际运行功率、炉温、当前实际蓄热量、可调功率、剩余蓄热量、认购负荷、当前实际蓄热量占总蓄热量的百分比、剩余蓄热量占总蓄热量的百分比，以及检测的蓄热电锅炉供水温度、回水温度数据分别导入单个蓄热电锅炉消纳能力指标集以及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳能力指标集中；通过两个指标集数据可直观得到单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳电能的数据，并对单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳电能的能力做出评估。2.根据权利要求1所述的蓄热电锅炉实时消纳弃风电量能力的评估方法，其特征在于，收集蓄热电锅炉参数方法是：依照蓄热电锅炉的相关技术资料进行参数收集，需收集的参数包括单个蓄热电锅炉的额定运行功率、额定电压、额定蓄热量、实际运行功率、实际蓄热量、蓄热电锅炉蓄热体允许的最低温度Tmin、蓄热电锅炉蓄热体加热的最高温度Tmax、蓄热电锅炉内温度传感器测得的温度、蓄热电锅炉内换热器出口温度传感器测得的温度、蓄热电锅炉内换热器入口温度传感器测得的温度、蓄热电锅炉的用电量。3.根据权利要求2所述的蓄热电锅炉实时消纳弃风电量能力的评估方法，其特征在于，通过收集的蓄热电锅炉参数，确定建立单个蓄热电锅炉的消纳能力指标集以及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳能力指标集，两个指标集分别包括运行控制类参数、展示查看类参数，运行控制类参数包含额定状态参数、实时运行参数、预测状态参数，额定状态参数分为额定功率、额定电压、额定蓄热量，分别用PN、UN、WN表示，实时运行参数分为实际运行功率、当前实际蓄热量、炉温，分别用P、W、T表示，预测状态参数分为可调功率、剩余蓄热量，分别用P0、W0表示，展示查看类参数包含供水温度、回水温度、认购负荷、当前实际蓄热量占总蓄热量的百分比、剩余蓄热量占总蓄热量的百分比，分别用Tg、Th、Pr、K1、K2表示。4.根据权利要求3所述的蓄热电锅炉实时消纳弃风电量能力的评估方法，其特征在于，通过收集的蓄热电锅炉参数数据和建立的单个蓄热电锅炉消纳能力指标集以及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体消纳能力指标集，计算出单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体在非运行状态下的额定功率、额定电压、额定蓄热量方法是：第一步，计算额定功率，对于把蓄热电锅炉设定为虚拟发电厂时，额定功率为负，大小与蓄热电锅炉额定加热功率相等，单个蓄热电锅炉额定功率用公式PN＝-PN电锅炉计算，其中，PN为蓄热电锅炉设定为虚拟发电厂时的额定功率，PN电锅炉为蓄热电锅炉额定设计功率，是蓄热电锅炉上的铭牌参数，对于把协调控制系统设定为虚拟发电厂时，额定功率为协调控制系统控制下所有蓄热电锅炉总体额定功率的总和，用公式计算，其中，为表示区别PN'是协调控制系统设定为虚拟发电厂，虚拟发电厂的额定功率，i为分布的蓄热电锅炉个数，PNi为蓄热电锅炉作为虚拟发电厂时多个蓄热电锅炉中第i个的额定功率；第二步，计算额定电压，对于把蓄热电锅炉设定为虚拟发电厂时，额定电压为单个蓄热电锅炉额定工作电压，用公式UN＝UN电锅炉计算，其中，UN是把蓄热电锅炉设定为虚拟发电厂时的额定电压，UN电锅炉为蓄热电锅炉的铭牌参数，对于把协调控制系统设定为虚拟发电厂时，虚拟发电厂没有统一的额定电压，将每一个分布的蓄热电锅炉额定电压上报到电力调度中心；第三步，计算额定蓄热量，对于把蓄热电锅炉设定为虚拟发电厂时，额定蓄热量是指蓄热电锅炉运行过程中允许的最低温度，也就是电能把单个蓄热电锅炉内蓄热体加热，蓄热体蓄满热量消耗的电量，该参数随蓄热体大小的差异而不同，数据由设备厂商提供，同时，单个蓄热电锅炉蓄热体允许的最低温度Tmin和加热最高温度Tmax数据也由设备厂商提供，由于蓄热电锅炉内温度测点较多，蓄热电锅炉炉体的温度均为各测点的平均温度，对于把协调控制系统设定为虚拟发电厂时，协调控制系统控制下的额定蓄热量为各分布的蓄热电锅炉总体额定蓄热量之和，用公式计算，其中，为表示区别WN'是把协调控制系统设定为虚拟发电厂时，虚拟发电厂的额定蓄热量，i为分布的蓄热电锅炉个数，WNi为蓄热电锅炉作为虚拟发电厂时多个蓄热电锅炉中第i个的额定蓄热量。5.根据权利要求4所述的蓄热电锅炉实时消纳弃风电量能力的评估方法，其特征在于，通过单个蓄热电锅炉及上报协调控制系统的蓄热电锅炉总体在非运行状态下额定功率、额...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，邱泽晶，万长瑛，王振宇，沈力，赵庆杞，温锦，张宏宇，杨东升，庞永恒，
申请(专利权)人：南瑞武汉电气设备与工程能效测评中心，国家电网公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，南京南瑞集团公司，国网辽宁节能服务有限公司，东北大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42