面向多个电解铝厂的能效电厂容量优化方法技术

本发明专利技术公开了一种面向多个电解铝厂的能效电厂容量优化方法，将面向多个电解铝厂的能效电厂按照运行方式与技术类型分别进行类与编号；在分析电解铝节能技术实现方式基础上，建立多个电解铝厂所在的电力系统的发电机组可靠性模型，建立发电机系统停运容量表集；输入发电机组负荷原始数据；将能效电厂的出力曲线从原始负荷曲线中分离得到净负荷曲线；运用等效电量函数法对实施了能效电厂的多个电解铝厂所在的电力系统进行随机生产模拟；通过监测电力系统运行情况，分析系统可靠性，求取电力系统可靠性指标；对多个电解铝厂的多类能效电厂进行相关性处理，将模拟到的单类能效电厂有效容量进行卷积后乘上相关性系数，求得多类电解铝厂能效电厂的实际有效容量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种面向电解铝厂的能效电厂容量集成优化方案，基于电力系统随机生产模拟，考虑多个电解铝厂的多类能效电厂相关性，在保证电网可靠性条件下的实现节能、减排。
技术介绍
铝电解工业是十分重要的基础材料产业，也是众所周知的高能耗产业。铝电解厂为大功率直流用户，存在换流系统典型频次谐波高、无功消耗大等问题。能效电厂(EPP)是指通过采用高效用电设备和产品、优化用电方式等途径，形成某个地区、行业或企业节电改造计划的一揽子行动方案，达到与建新电厂相同的目的，将减少的需求视同“虚拟电厂”提供的电力电量。能效电厂属于虚拟电厂，其电厂容量等各项参数是通过节能效果评估的方法得到的。优化多个电解铝厂的能效电厂容量难点在于，能效电厂属于虚拟电厂，本质是一系列项目的汇总，但由于其运行具有随机性，实施是在负荷端，实施能效电厂后的负荷曲线会发生改变，常规机组的计算有效容量方法已不适合。与建设一个常规电厂相比来说，能效电厂的建设周期短，没有任何排放和污染，成本非常低廉，能快速响应调度，是实施电力需求侧管理、实现节能减排的有效途径，能对解决电力短缺等目前能源方面的问题有极大的帮助。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术不足，提出了一种面向多个电解铝厂的能效电厂容量优化方法。提出多个电解铝厂的多类能效电厂的相关性的解决方法，并形成能效电厂有效容量的计算流程。在不扩大电力系统与新建电厂的情况下能促进电能更加高效的利用，实现能源节约和污染物减排。本专利技术所采用的技术方案：本专利技术在分析电解铝典型节能技术实现方式基础上，建立多个电解铝厂所在电力系统模型，通过监测运行情况，考虑多个电解铝厂的多类能效电厂相关性，对电解铝厂所在的电力系统进行随机生产模拟，修正负荷曲线，从而反映能效电厂实施前后电力系统可靠性指标的变化，即电力不足期望值(LOLE)与最大负荷关系曲线的变化情况判断EPP的有效容量。所述的面向多个电解铝厂的能效电厂容量优化方法，其实现步骤包括：步骤1：将面向多个电解铝厂的能效电厂按照运行方式与技术类型分别进行类与编号；步骤2：在分析电解铝典型节能技术实现方式基础上，建立多个电解铝厂所在的电力系统的发电机组可靠性模型，建立发电机系统停运容量表集；步骤3：输入发电机组负荷原始数据；步骤4：将能效电厂的出力曲线从原始负荷曲线中分离得到净负荷曲线；步骤5：运用等效电量函数法对实施了能效电厂的多个电解铝厂所在的电力系统进行随机生产模拟；步骤6：通过监测电力系统运行情况，分析系统可靠性，求取电力系统可靠性指标；步骤7：对多个电解铝厂的多类能效电厂进行相关性处理，将模拟到的单类能效电厂有效容量进行卷积后乘上相关性系数，求得多类电解铝厂能效电厂的实际有效容量。所述的面向多个电解铝厂的能效电厂容量优化方法，步骤7中，能效电厂有效容量的求取主要需要电力不足期望值LOLE，取一系列最大负荷数值得到不同情况下的电力不足期望值从而形成LOLE与年最大负荷关系曲线；对电解铝厂所在的电力系统进行随机生产模拟，考虑实施能效电厂的情况修正负荷曲线后，其LOLE与年最大负荷关系曲线也将发生变化；比较实施能效电厂前后在相同电力不足期望值下，最大负荷数值之差，即电力不足期望值LOLE与最大负荷关系曲线的变化情况判断EPP的有效容量。面向多个电解铝厂所在的电力系统的多类能效电厂有效容量计算时，当电力系统中的多类能效电厂运行时相互独立的，则将每个能效电厂分别处理并将有效容量进行卷积，则得到这一片区多个电解铝厂的能效电厂EPP有效容量分布。当多个电解铝厂的多类能效电厂具有相关性，将单类能效电厂有效容量进行卷积后乘上相关性系数，求得多类电解铝厂能效电厂的有效容量分布。本专利技术的有益效果：1、本专利技术面向多个电解铝厂的能效电厂容量优化方法，能效电厂把节能的落脚点放置在终端的具体用能设备上，便于采取有针对性且易于操作的推动政策和技术措施，使节能容易付诸实施。2、针对面向电解铝厂的能效电厂的能效项目进行分类与规划，解决了由于能效措施技术种类多、应用面广且分散等方面统计的难题，明确了对应类别的能效电厂出力曲线获取的方法，为能效管理工作提供了有益的方法借鉴。3、实现能效电厂容量优化后，通过实施节能方案所节省下来的电量可视为虚拟电厂“生产”的电量，与此同时减少了电力负荷以及提高生产及用电效率，在不扩大电力系统与新建电厂的情况下能促进电能更加高效的利用，实现能源节约和污染物减排，提高系统负荷率，从而提高整个系统的可靠性、稳定性和安全性。4、削减电力系统负荷的能力称作EPP的有效容量，明确了面向多个电解铝厂的能效电厂有效容量的求取方法。EPP的有效容量可以用来衡量EPP对电力系统的可靠性贡献。在电网企业作为EPP实施主体的情况下，电力公司应该选择那些对电力系统可靠性贡献大的能效项目优先实施，而EPP的理论容量并不能代表其对电力系统可靠性的贡献，因此有必要计算EPP的有效容量。5、考虑多个电解铝厂的多类能效电厂相关性，能更加准确与有效的求取具有相关性的多个能效电厂的有效容量。6、本专利技术面向多个电解铝厂的能效电厂容量优化方法，规模效益明显，对管理地区的多个电解铝厂生产规划及组织管理有更加科学、高效的指导意义，可以降低能效项目运作的成本与风险。附图说明图1是本专利技术面向多个电解铝厂的能效电厂容量优化方法流程图；图2系列最大负荷数值情况下得到的不同LOLE值形成的曲线。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。实施例1：参见图1、图2。本专利技术的目的是提出多个电解铝厂的多类能效电厂的相关性的解决方法，并形成能效电厂有效容量的计算流程。主要是通过下述技术方案得以解决的：步骤1：将面向多个电解铝厂的能效电厂按照运行方式与技术类型分别进行类与编号；步骤2：建立发电机系统停运容量表；步骤3：输入发电机组负荷原始数据；步骤4：将能效电厂的出力曲线从原始负荷曲线中分离得到净负荷曲线；步骤5：运用等效电量函数法对实施了能效电厂的多个电解铝厂所在的电力系统进行随机生产模拟；步骤6：分析系统可靠性，求取可靠性指标，电力不足期望值(LOLE)，取一系列最大负荷数值则可得到不同情况下的电力不足期望值值从而形成曲线，比较实施能效电厂前后在相同电力不足期望值下，最大负荷数值之差；步骤7：多个电解铝厂的多类能效电厂相关性处理，将监测到的有效容量进行卷积后乘上相关性系数。具体实施方式：步骤1：分类方式举例如表1：步骤2：发电机组可靠性模型为发电机组在各种容量状态下的概率表集。以最简单的两台机组所在的电力系统为例，1号发电机组与2号发电机组相互独立，那么两者并联后累计的概率可以由卷积之和直接得出：P(Xk)=Σj=0N2P1(Xk-Xj)[P2(Xj)-P2(Xj+1)]---(1)]]>其中P1(Xi)(i＝0,1,2,…,N1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向多个电解铝厂的能效电厂容量优化方法，其实现步骤包括：步骤1：将面向多个电解铝厂的能效电厂按照运行方式与技术类型分别进行类与编号；步骤2：在分析电解铝节能技术实现方式基础上，建立多个电解铝厂所在的电力系统的发电机组可靠性模型，建立发电机系统停运容量表集；步骤3：输入发电机组负荷原始数据；步骤4：将能效电厂的出力曲线从原始负荷曲线中分离得到净负荷曲线；步骤5：运用等效电量函数法对实施了能效电厂的多个电解铝厂所在的电力系统进行随机生产模拟；步骤6：通过监测电力系统运行情况，分析系统可靠性，求取电力系统可靠性指标；步骤7：对多个电解铝厂的多类能效电厂进行相关性处理，将模拟到的单类能效电厂有效容量进行卷积后乘上相关性系数，求得多类电解铝厂能效电厂的实际有效容量。

【技术特征摘要】
1.一种面向多个电解铝厂的能效电厂容量优化方法，其实现步骤包括：
步骤1：将面向多个电解铝厂的能效电厂按照运行方式与技术类型分别进行类与编号；
步骤2：在分析电解铝节能技术实现方式基础上，建立多个电解铝厂所在的电力系统的发电机组可靠性模型，建立发电机系统停运容量表集；
步骤3：输入发电机组负荷原始数据；
步骤4：将能效电厂的出力曲线从原始负荷曲线中分离得到净负荷曲线；
步骤5：运用等效电量函数法对实施了能效电厂的多个电解铝厂所在的电力系统进行随机生产模拟；
步骤6：通过监测电力系统运行情况，分析系统可靠性，求取电力系统可靠性指标；
步骤7：对多个电解铝厂的多类能效电厂进行相关性处理，将模拟到的单类能效电厂有效容量进行卷积后乘上相关性系数，求得多类电解铝厂能效电厂的实际有效容量。
2.根据权利要求1所述的面向多个电解铝厂的能效电厂容量优化方法，其特征在于：步骤7中，能效电厂有效容量的求取主要需要电力不足期望值LOLE，取一系列最大负荷数值得到不同情况下的电力不足期望值从而形成LOLE与年最大负荷关系曲线；
对电解铝厂所在的电力系统进行随机生产模拟，考虑实施能效电厂的情况修正负荷曲线后，其LOLE与年最大负荷关系曲线也将发生变化；
比较实施能效电厂前后在相同电力不足期望值下，最大负荷数值之差,即电力不足期望值LOLE与最大负荷关系曲线的变化情况判断EPP的有效容量。
3.根据权利要求1或2所述的面向多个电解铝厂的能效电厂容量优化方法，其特征在于：步骤2中，发电机组可靠性模型为发电机组在各种容量状态下的概率表集：以最简单的两台机组所在的电力系统为例，1号发电机组与2号发电机组相互独立，那么两者并联后累计的概率可以由卷积之和直接得出：
其中P1(Xi)(i＝0,1,2,…,N1)，P1(Xi)(i＝0,1,2,…,N2)分别为1号发电机组以及2号发电机组的累积概率，N1与N2分别为1号发电机组以及2号发电机组停运容量的离散个数；P(Xk)为1号发电机组以及2号发电机组并联后的累积概率；
当电力系统有n台发电机组类型一样，且强迫停运率均为r时，k台机组同时停运的概率pk可以下式计算：
当电力系统既有类型相同也有类型不同的发电机组，要计算他们的停运容量概率表则可以先用式(2)计算相同类型机组的情况，再按式(1)将概率逐一并联进行卷积运算一直到所有的机组均计算完成后得到最终机组停运容量概率表。
4.根据权利要求3所述的面向多个电解铝厂的能效电厂容量优化方法，其特征在于：步骤5中，应用等效电量函数法先形成电量函数，即求系统在不同负荷情况下所需电量，并把发电机停运的情况考虑在内进行修正：
选定步长Δx，横轴的x处理为按Δx均匀分段，建立离散电量函数：
其中：k＝＜x/Δx＞+1,＜x/Δx＞为不大于x/Δx的整数；E(k)为从x到x+Δx这一段负荷曲线对应的负荷电量，F(x)为...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱泽晶，向洁，林慧，李红岩，邝石，康璐洋，郭辉，高峰，熊一，孔泉，赵伟，贺云鹏，鲁林晓，贾秀良，周强，王彪，
申请(专利权)人：南瑞武汉电气设备与工程能效测评中心，国网河南省电力公司，江苏省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，郑州凯通思创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42