风电供暖调控系统及调控方法技术方案

公开了一种风电供暖调控系统及调控方法，该风电供暖调控系统包括：弃风检测模块，检测一个或多个风电场是否存在弃风电力并计算弃风功率；热负荷检测模块，检测采暖集群的热负荷；供热设备，为采暖集群供热；控制模块，与供热设备、弃风检测模块和热负荷检测模块通信，并且根据采暖集群的热负荷，在弃风功率大于供热设备的可利用消纳功率时，控制供热设备利用弃风电力对采暖集群进行供热。通过该风电供暖调控系统，调度风电电量为热源供电，提高了风电利用率，降低了弃风电量。

【技术实现步骤摘要】
风电供暖调控系统及调控方法
本专利技术涉及风力发电能源利用领域，具体地说，本专利技术涉及一种风电供暖调控系统及其控制方法。
技术介绍
尽管我国近年来不断出台支持新能源消纳的政策，国家能源局近日发布的数据却显示，“弃风弃光”问题不但未能有效解决，反而随着装机容量的上升，呈现风机在大风中停摆，光伏电站在烈日下“晒太阳”，情况愈演愈烈态势，成为阻碍我国新能源产业健康发展的一个“顽疾”，制约着新能源产业的发展。国家能源局数据显示，今年上半年，全国风电平均弃风率高达21％，同比上升6个百分点，甘肃、新疆等弃风“重灾区”弃风率甚至接近50％；上半年全国风电平均利用小时数917小时，同比下降85小时；风电弃风电量323亿千瓦时，同比增加148亿千瓦时。由于弃风限电，2015年全年我国风电就损失了300多亿千瓦时，相当于150亿元。导致大量弃风的原因主要是由于风电自身的间歇波动性和电源建设的冒进和输配电设施建设的滞后，另外也是因为信息的隔离和不通畅，需求方和供给方没有一个有效的系统来连接，电网调度不能有效地执行优先消纳可再生能源的任务。利用风力发电的弃风电力和低谷电力制热供暖，是用于调节风电的间歇性、波动性的一种储能技术方案，将提高风电场利用率，有效加强风电就地消纳和降低弃风率。现行风电供暖系统无法从技术上保证利用风电场电能，难以离开电网支持运行，更多的是商业模式和运作方式上的改变，没有在风电场和热力站之前进行联合运行、协调控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种风电供暖调控系统以及调控方法，调度风电弃风电量进行供暖，提高风电利用率，降低弃风电量。为了实现上述目的，根据本专利技术的实施例，提供了一种风电供暖调控系统，该风电供暖调控系统包括：弃风检测模块，检测一个或多个风电场是否存在弃风电力并计算弃风功率；热负荷检测模块，检测采暖集群的热负荷；供热设备，为采暖集群供热；控制模块，与供热设备、弃风检测模块和热负荷检测模块通信，并且根据采暖集群的热负荷，在弃风功率大于供热设备的可利用消纳功率时，控制供热设备利用弃风电力对采暖集群进行供热。优选地，供热设备为热力站热源，利用从风电场接收的电力进行蓄热和/或对采暖集群供热。优选地，采暖集群为集中式电采暖集群，并且控制模块被配置成：如果弃风功率小于供热设备的可利用消纳功率且热力站热源的蓄热量满足热负荷，则控制热力站热源直接对集中式电采暖集群进行供热；如果弃风功率大于可利用消纳功率，且利用弃风电力开启的供热设备提供的弃风供热功率小于热负荷，则控制热力站热源将所有可利用弃风电力进行供热，并结合热力站热源自身的蓄热进行补充供热以满足总的热负荷；如果弃风功率大于可利用消纳功率，且弃风供热功率大于热负荷，则控制热力站热源仅利用弃风电力进行供热。优选地，控制模块被进一步配置成：当弃风功率大于可利用消纳功率且弃风供热功率大于热负荷时，如果热力站热源的蓄热量未达到最大蓄热容量，则将除去用于供热的弃风电力之后剩余的弃风电力用于对热力站热源进行蓄热。优选地，热力站热源为固体电蓄热机组，控制模块通过控制固体电蓄热机组开启的台数、挡位和风机转速来控制固体电蓄热机组的出水温度和供热量。优选地，热力站热源为电极锅炉与水蓄热装置，控制模块通过控制电极锅炉的功率、调节水蓄热装置的水泵的转速来控制出水温度和供热量。优选地，热力站热源包括地源热泵、电极锅炉以及水蓄热装置，在需要热力站热源供热时，则控制模块首先控制地源热泵进行供热，如果地源热泵不能满足热负荷，则进一步控制电极锅炉与水蓄热装置补充供热。优选地，采暖集群为分布式电采暖集群，供热设备为位于分布式电采暖集群内的电热源，控制模块被进一步配置成：当风电场存在弃风电力时，利用电网将弃风电力输送至采暖集群，并根据弃风电力的量来增大电热源的热负荷，以提高电热源的供热温度。优选地，控制模块被集成到互联网中，采用无线遥控方式对电热源进行控制。优选地，电热源包括空调、电暖气设备和空气源热泵机组。根据本专利技术的另一实施例，提供了一种风电供暖调控方法，所述风电供暖调控方法包括：确定一个或多个风电场是否存在弃风电力并计算弃风功率；计算供热设备的可利用消纳功率，并将可利用消纳功率与弃风功率相比较；如果弃风功率大于可利用消纳功率，则根据利用弃风电力开启的供热设备提供的弃风供热功率和当前的热负荷，确定供热模式，对采暖集群进行供热。优选地，基于风电场理论输出功率和实际上网功率，确定风电场是否存在弃风电力并计算弃风功率。优选地，在供热设备为热力站热源时，热力站热源利用从风电场接收的弃风电力进行蓄热和/或对采暖集群供热，供热模式包括蓄热直供模式、蓄热弃风联供模式、弃风直供模式，在不存在弃风功率或者弃风功率小于可利用消纳功率时，采用蓄热直供模式，其中，仅利用热力站热源的蓄热进行供热；在弃风供热功率小于当前的热负荷时，采用蓄热弃风联供模式，其中，所有的弃风功率用于供热且利用热力站热源的蓄热进行补足供热；在弃风供热功率大于当前的热负荷时，采用弃风直供模式，其中，仅利用弃风电力进行供热。优选地，供热模式还包括在弃风供热功率大于当前的热负荷并且热力站热源的蓄热量未达到最大蓄热容量时采用的弃风直供且蓄热模式，在弃风直供且蓄热模式中，仅利用弃风功率进行供热，剩余的弃风功率用于使热力站热源进行蓄热。优选地，热力站热源包括固体蓄热机组、电极锅炉与水蓄热装置以及地源热泵。优选地，在供热设备为位于采暖集群内的电热源时，如果弃风功率大于当前的热负荷，则根据弃风功率的量来增大电热源的热负荷，以提高电热源的供热温度。优选地，电热源包括空调、电暖气设备和空气源热泵机组。本专利技术所提供的风电供暖调控系统以及调控方法通过风电供暖智能调节，调度弃风电量为热源供电，只能调控供热设备的运行参数，保障了风电场和供热设备的可靠安全性，提高了风电利用率和效率，降低了弃风电量，并且通过风电场和供热设备的联合运行，增强了风电场的需求响应能力和调控能力，可以为电网提供电力辅助服务。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的风电供暖调控系统的示意框图；图2是根据本专利技术的实施例的风电供暖调控方法的流程图；图3是根据本专利技术的实施例的风电供暖调控信号输送的示意图。具体实施方式为了使本领域技术人员能够更好的理解本专利技术，下面结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细描述。参照图1，图1是根据本专利技术的实施例的风电供暖调控系统的示意框图。通常，风电场产生的电力输送到电网上，然后通过电网输送至各地。多个风电场1(例如图1中的风电场A和风电场B)可连接到同一个电网2，进行电力输送。由于风电场的上网率受电网参数和各种基础设备的限制，导致弃风电力的存在。根据本专利技术的实施例，提供的风电供暖调控系统用于在风电场存在弃风电力时联合供热设备系统消纳弃风电力，具体地，供热设备可利用弃风电力对采暖集群或用户群5进行供热。风电供暖调控系统还包括弃风检测模块20和热负荷检测模块21，弃风检测模块用于检测风电场是否存在弃风电力并计算弃风功率，热负荷检测模块用于检测采暖集群的热负荷，即，用户群5的采暖需求量。弃风检测模块和热负荷检测模块将各自检测的结果传送至风电供暖调控系统的供暖智能控制模块4，然后供暖智能控制模块4根据检测结果，比较弃风功率与供热设备的可利用消纳功率，其中，供热设备的可利用消纳功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电供暖调控系统，其特征在于，所述风电供暖调控系统包括：弃风检测模块，检测一个或多个风电场(1)是否存在弃风电力并计算弃风功率；热负荷检测模块，检测采暖集群的热负荷；供热设备，为采暖集群供热；控制模块(4)，与供热设备、弃风检测模块和热负荷检测模块通信，并且根据采暖集群的热负荷，在弃风功率大于供热设备的可利用消纳功率时，控制供热设备利用弃风电力对采暖集群进行供热。

【技术特征摘要】
1.一种风电供暖调控系统，其特征在于，所述风电供暖调控系统包括：弃风检测模块，检测一个或多个风电场(1)是否存在弃风电力并计算弃风功率；热负荷检测模块，检测采暖集群的热负荷；供热设备，为采暖集群供热；控制模块(4)，与供热设备、弃风检测模块和热负荷检测模块通信，并且根据采暖集群的热负荷，在弃风功率大于供热设备的可利用消纳功率时，控制供热设备利用弃风电力对采暖集群进行供热。2.根据权利要求1所述的风电供暖调控系统，其特征在于，供热设备为热力站热源，利用从风电场接收的电力进行蓄热和/或对采暖集群供热。3.根据权利要求2所述的风电供暖调控系统，其特征在于，采暖集群为集中式电采暖集群，并且控制模块(4)被配置成：如果弃风功率小于供热设备的可利用消纳功率且热力站热源的蓄热量满足热负荷，则控制热力站热源直接对集中式电采暖集群进行供热；如果弃风功率大于可利用消纳功率，且利用弃风电力开启的供热设备提供的弃风供热功率小于热负荷，则控制热力站热源将所有可利用弃风电力进行供热，并结合热力站热源自身的蓄热进行补充供热以满足总的热负荷；如果弃风功率大于可利用消纳功率，且弃风供热功率大于热负荷，则控制热力站热源仅利用弃风电力进行供热。4.根据权利要求3所述的风电供暖调控系统，其特征在于，控制模块(4)被进一步配置成：当弃风功率大于可利用消纳功率且弃风供热功率大于热负荷时，如果热力站热源的蓄热量未达到最大蓄热容量，则将除去用于供热的弃风电力之后剩余的弃风电力用于对热力站热源进行蓄热。5.根据权利要求4所述的风电供暖调控系统，其特征在于，热力站热源为固体电蓄热机组(7)，控制模块通过控制固体电蓄热机组(7)开启的台数、挡位和风机转速来控制固体电蓄热机组(7)的出水温度和供热量。6.根据权利要求4所述的风电供暖调控系统，其特征在于，热力站热源为电极锅炉(10)与水蓄热装置(8)，控制模块通过控制电极锅炉(10)的功率、调节水蓄热装置(8)的水泵的转速来控制出水温度和供热量。7.根据权利要求4所述的风电供暖调控系统，其特征在于，热力站热源包括地源热泵(9)和电极锅炉(10)与水蓄热装置(8)，在需要热力站热源供热时，则控制模块(4)首先控制地源热泵(9)进行供热，如果地源热泵(9)不能满足热负荷，则进一步控制电极锅炉(10)与水蓄热装置(8)补充供热。8.根据权利要求1所述的风电供暖调控系统，其特征在于，采暖集群为分布式电采暖集群，供热设备为位于分布式电采暖集群内的电热源，控制模块(4)被进...

【专利技术属性】
技术研发人员：李喆，刘登峰，
申请(专利权)人：北京天诚同创电气有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11