考虑风电消纳的联合系统能量优化方法技术方案

一种考虑风电消纳的联合系统能量优化方法，属于新能源并网优化运行领域。本发明专利技术的目的是针对弃风问题，利用风电‑电储能‑蓄热式电锅炉联合运行的热电联产系统，以经济性最佳为目标，通过增加负荷空间，有效减小弃风电量的考虑风电消纳的联合系统能量优化方法。本发明专利技术的步骤是：（1）建立了包含常规火电机组、热电联产机组、风电机组、电储能及蓄热式电锅炉的总体系统构架；（2）热电联合系统综合建模；（3）建立最优经济性目标函数；（4）建立热电联产协调系统运行期间的电力和热力能量平衡关系及各单元的运行约束条件；（5）针对各单元有功出力进行优化。本发明专利技术有利于风电的开发利用，提高电力系统的供电可靠性。能够应用于含大规模风电的各级网省公司，具有广阔的应用前景。

The energy optimization method combined with the wind power system considering

A consideration of wind power utilization energy optimization method combined system, which belongs to the field of new energy grid operation optimization. The invention aims to solve the problems of abandoned wind, use of wind power electrical energy storage cogeneration system regenerative electric boiler joint operation, to achieve the best economy, by increasing the load space, energy optimization method combined with system considering wind power consumption effectively reduce the abandoned wind power. The present invention includes the following steps: (1) established with the conventional thermal power plant and cogeneration units, wind turbines, electric energy storage system and the overall regenerative electric boiler framework; (2) the integrated modeling of cogeneration system; (3) to establish the optimal economic objective function; (4) the establishment of power restriction conditions and thermal energy balance during the cogeneration system operation and coordination of each unit; (5) for each unit active power optimization. The invention is beneficial to the development and utilization of wind power and improve the power supply reliability of the power system. It can be applied to the network provincial companies with large scale wind power, and has a broad application prospect.

【技术实现步骤摘要】
考虑风电消纳的联合系统能量优化方法
本专利技术涉及一种考虑风电消纳的风电-电储能-蓄热式电锅炉联合系统能量优化方法，属于新能源并网优化运行领域。
技术介绍
风力发电是目前新能源发电中技术最成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。然而，风电渗透率迅速增加，风电场无法并网的现象越发凸显，巨额弃风电量成为社会关注的焦点，风电消纳已经成为影响我国风电产业持续健康发展的关键问题。尤其在我国风电发展迅速的“三北”（指东北、华北、西北）地区弃风现象更为突出。分析其原因，一方面，电源结构不合理，具备灵活调节能力的电源比例明显不足，存在调峰困难，尤其在冬季供暖期，供热机组总量大、比例高，“以热定电”的运行模式进一步降低了调节能力，弃风限电形势严峻；另一方面，当地电负荷总量小，风电远距离输送受到阻碍，造成了较大的弃风。风电储能混合系统能够有效改善风电出力的随机性和波动性，使其具有一定的可调度性。然而，储能成本高，技术水平相对不够成熟，在实际应用中仍是值得考虑的问题。利用电锅炉进行供热，可相对提高本地用电负荷总量，为风电上网提供空间，同时能够避免煤炭燃烧造成的污染气体排放。包含大容量储热的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑风电消纳的联合系统能量优化方法，其特征在于：（1）建立了包含常规火电机组、热电联产机组、风电机组、电储能及蓄热式电锅炉的总体系统构架；（2）配置电储能和蓄热式电锅炉的热电联供系统来解耦传统的“以热定电”约束，热电联合系统综合建模；（3）建立最优经济性目标函数；（4）建立热电联产协调系统运行期间的电力和热力能量平衡关系及各单元的运行约束条件；（5）针对各单元有功出力进行优化。

【技术特征摘要】
1.一种考虑风电消纳的联合系统能量优化方法，其特征在于：（1）建立了包含常规火电机组、热电联产机组、风电机组、电储能及蓄热式电锅炉的总体系统构架；（2）配置电储能和蓄热式电锅炉的热电联供系统来解耦传统的“以热定电”约束，热电联合系统综合建模；（3）建立最优经济性目标函数；（4）建立热电联产协调系统运行期间的电力和热力能量平衡关系及各单元的运行约束条件；（5）针对各单元有功出力进行优化。2.权利要求1所述的考虑风电消纳的联合系统能量优化方法，其特征在于：（1）在基于含储热热电联产机组与电锅炉的弃风消纳协调调度模型中加入电储能单元；（2）热电联合系统综合建模：（2-1）建立火电机组数学模型：以发电功率的二次形式表示的燃料成本为：（1）式中，CG为火电机组的燃料成本；T为调度时段总数；N为火电机组的数量；ai、bi和ci为火电机组i的煤耗系数；根据不同时刻的负荷情况做出相应的启动和停机动作并产生的启停费用为：（2）式中，CST为火电机组的启停成本；ui,t为机组i在t时刻的运行状态，ui,t为1时表示机组运行，ui,t为0时表示机组停机；Si为常规机组i一次的启动成本；（2-2）建立抽汽式热电联产机组数学模型，供热功率HCHP,i,t、发电功率PCHP,i,t，将二者折算成的纯凝工况下的电功率，得到抽汽式热电联产机组的燃料成本：（3）式中，Ai、Bi、Ci、Di、Ei和Fi为热电联产机组的煤耗系数，由ai、bi、ci和CV计算得到；M为抽汽式机组的数量；（2-3）建立电储能系统数学模型：（4）式中，EEES,t为时段t电储能容量；τ为电储能自放电率；PEES_ch,t、PEES_dis,t和γEES_ch、γEES_dis分别为蓄电池组在t时段的充放电功率及效率；（2-4）建立蓄热式电锅炉数学模型，其电锅炉出力模型如下：（5）式中，PEB和HEB分别为时段t内电锅炉用电和制热功率；ηah为电锅炉电热转换效率；蓄热容量数学模型为：(6)式中，SHS,t为时段t蓄热容量；μ为散热损失率；HHS_in,t、HHS_out,t和λHS-in,t、λHS_out,t分别为时段t内的吸放热功率及效率；（3）建立最优经济性目标函数：总体目标函数如下：（7）（8）（9）（10）（11）（12）式中，MINF为系统运行最小成本；CFU、CST、COM、CET、C...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振浩，杨璐，徐冰亮，李国庆，祖光鑫，李卫国，王朝斌，于海洋，武国良，郑君，张美伦，
申请(专利权)人：东北电力大学，国家电网公司，黑龙江省电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：吉林,22