一种基于储热装置提高电网谷时电能负荷方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于储热装置提高电网谷时电能负荷方法，属于电力系统运行与控制领域。本发明专利技术利用电储热负荷与电网负荷之间存在的互补特性，将电储热负荷作为调节电网谷时负荷的方法，同时可以对弃风电量进行消纳。该方法主要包括：对电储热负荷特性进行分析、构建电储热负荷模型，监测分析电网负荷峰谷变化规律，同时对于存在弃风电量的电网建立弃风电量负荷预测机制。利用电储热负荷与电网负荷特性互补的关系，通过电储热装置与调度控制系统之间的信息传输通道对电储热装置进行投退控制，从而实现利用电储热负荷提高电网谷时负荷的目的，同时还可以对存在弃风电量的电网进行消纳弃风。

A method based on heat storage device to increase power load during valley time

The invention discloses a method for improving electric energy load in grid time based on a heat storage device, which belongs to the field of power system operation and control. The invention makes use of the complementary characteristics between the electric storage load and the load of the power grid, and uses the electric heat storage load as the method of regulating the load of the power grid Valley, and can also eliminate the abandoned wind power. The method mainly includes the analysis of the characteristics of the electric heat storage load, the construction of the electric heat load model, the monitoring analysis of the load peak and valley change law of the power grid, and the establishment of the prediction mechanism of the abandoned wind and electricity load for the power grid with abandoned wind power. By using the relation of the electric storage heat load and the load characteristic of the power grid, the electric storage heat device is controlled by the information transmission channel between the electric heat storage device and the dispatching control system, so as to realize the purpose of improving the load of the power grid by using the electric heat storage load. At the same time, the power grid which has the power of abandoning the wind can be eliminated and abandoned. The wind.

【技术实现步骤摘要】
一种基于储热装置提高电网谷时电能负荷方法
本专利技术涉及电力系统运行与控制领域，具体涉及一种基于储热装置提高电网谷时电能负荷方法。
技术介绍
随着社会经济不断发展以及居民生活水平的提高，电力系统供电负荷的日益增加，电网负荷峰谷差距变得越来越突出。电网负荷特性呈现出日间出现较高用电负荷形成用电波峰，而夜间负荷急剧下降形成较大用电波谷。由于电能不能大规模存储特性，电网中产生的较大峰谷差将会对发电机组的运行以及电网稳定运行造成严重影响。为避免用电负荷的峰谷波动对电网产生的影响，削峰填谷的控制方式成为保证电网稳定的重要手段。当前，电力系统中削峰填谷主要采取的方式主要包括：(1)新建抽水蓄能电站参与削峰填谷。该种方式采取夜间低谷电价时段消耗电能进行填谷，日间高峰电价时段发电参与调峰。该种方法的优点是在削峰填谷的同时还能够增加一定经济收入，但受地域和水力资源的限制比较严重，同时工程建设投资成本较高，很难大规模建设。(2)通过对需求侧管理实现削峰填谷。其主要调节方式是通过对电力用户推行节电及负荷管理工作，具体控制方式包括：实行峰谷电价、利用电池、飞轮储能等措施。通过需求侧管理将大量波峰负荷转移到波谷，实现初步的削峰填谷控制。但受到负荷转移量的限制以及电池和飞轮储能规模比较小转化效率低，利用该种方式对电网负荷特性的调节能力依然不能满足电网削峰填谷要求。考虑到当前电网负荷特性情况，尽管以上方式对于电网削峰填谷和消纳弃风具有一定调节作用，然而由于以上调节方式存在调节能力与调节范围上存在的限制，对电网负荷的调节能力显然不能满足电网负荷调节要求。伴随着电储热技术的发展以及国家环保政策实施，越来越多的电储热设备开始投入到市场，替代原来的高污染燃煤锅炉，逐步形成一种电力负荷——电储热负荷。本专利技术主要通过对储热设备的负荷特性进行研究，利用电储热负荷与电网负荷的互补特性，将电储热作为一种新型的电网削峰填谷的方法。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本专利技术公开一种利用电储热负荷与电网负荷之间存在的互补特性，将电储热负荷作为调节电网谷时负荷的方法，同时可以对弃风电量进行消纳。该方法主要包括：对电储热负荷特性进行分析、构建电储热负荷模型，监测分析电网负荷峰谷变化规律，同时对于存在弃风电量的电网建立弃风电量负荷预测机制。利用电储热负荷与电网负荷特性互补的关系，通过电储热装置与调度控制系统之间的信息传输通道对电储热装置进行投退控制，从而实现利用电储热负荷提高电网谷时负荷的目的，同时还可以对存在弃风电量的电网进行消纳弃风。该方法具体包括如下技术方案：步骤一：采集电储热负荷信息。对电储热装置的额定功率、储热容量、当前储热温度、加热时的电流、电压及电功率进行测量。此处信息采集主要通过在就地电储热装置与调度监控系统之间设置专用光纤通道。电储热装置本身通过相应状态量采集器对信息进行采集，利用光纤通道可以将采集到的信息输送给调度监控系统，对电储热装置的实时状态进行监控。所述电储热负荷是指将电能转化成热能进行存储并对外进行供热的的装置，装置接入电压为10kV，单台电储热装置功率一般为1MW～20MW之间。随着北方电储热装置的增加，供热时电储热装置产生较大的用电负荷。同时由于电储热装置是通过对热能进行存储后在进行供热，紧急状况下对于电储热装置的操作对供热不会造成影响。步骤二：对电储热负荷特性分析。首先对电储热装置内储热单元的特性进行分析，根据电储热装置内加热电阻丝电阻率随温度变化小的规律，在此提出一种电储热单元的加热功率模型L单元＝aMW，即加热过程中忽略温度对于加热电功率的影响，将电储热单元的加热功率看做常数。由于每台电储热单元工作状态可以单独控制，考虑每台电储热单元的不同工作状态，设Ki为第i台电储热单元的工作状态，Ki＝1表示投入状态，Ki＝0表示退出状态，在此提出区域电网电储热负荷模型为:L电储热＝K1×L单元1+K2×L单元2+....+Kn×L单元n其中n表示该区域电网内所包含的电储热单元数量，L单元n表示第n台储热单元的电功率负荷大小，Ki表示第i台电储热单元的工作状态，Ki＝1表示投入状态，Ki＝0表示退出状态。同时还需考虑到电储热装置允许加热时间。在正常状态下，根据对采集的电储热单元加热温度及加热时间的数据进行分析可知，电储热单元的加热温度随加热时间成线性变化，此处提出电储热单元温度随加热时间变化模型为：T储热单元温度＝a×t加热时间+b其中T储热单元温度为电储热单元的实时温度值，t加热时间是指储热单元的加热时间，a表示电储热单元温度随加热时间变化的斜率，可以根据试验数据求得，b为电储热装置初始加热温度。根据电储热单元的实时温度、加热温度上限值，根据电储热单元温度随加热时间变化的模型可以求得该电储热单元剩余(允许)加热时间t单元。步骤三：对电网负荷信息进行监测。利用调度监控系统，通过对监控系统内负荷及电压信息进行采集，实现对负荷的实时状态进行监控。步骤四：监测分析电网负荷峰谷变化规律。通过对电网调度系统的历史数据以及实时供电负荷信息进行采集，根据所采集数据绘制电网负荷动态曲线。根据该曲线可以得到负荷峰时/谷时的最高/最低负荷L高、L低大小以及大概时间时间点t高、t低。步骤五：计算可投入的电储热负荷。根据谷时刚开始前步骤一所采集信息及步骤二计算的允许加热时间，确定可以投入的电储热单元。将所有可以投入的电储热单元额定功率相加，计算得到可投入的电储热负荷。此处所述判断电储热装置是否可以投入，一方面根据电储热装置的状态信息判断出设备是否正常，正常状态下可以投入。另一方面根据电储热装置的剩余加热时间，当t单元≥0.5小时时即认为可以投入。步骤六：计算电储热单元投入时间。本专利技术在电储热单元投入时间计算过程中主要利用电储热单元允许加热时间来判定。通过对每个储热单元允许加热的时间t单元进行比较，得到不同电储热单元的允许加热时间由大到小的数列，即t单元a≥t单元b…≥t单元e≥t单元c≥t单元d,其中a、b、c、d、e代表储热单元允许加热时间不同储热单元序号。设谷时开始结束时间为t1、t2,则根据公式计算出每个电储热单元的投入时间t投入。其中t2大于t1，t投入大于t1且小于t2。步骤七：谷时开始后投入电储热装置。根据电网公司所规定的谷时时间段(21:00—次日7:00)，当区域电网进入谷时后，通过调度系统对电储热负单元发出控制命令，控制命令主要通过光纤通道进行传输，光纤传输通道电储热装置侧设置一台信息交换机，该交换机下端连接一台信息采集装置。同时该通道又可以对相关状态信息进行采集。所述光纤传输过程设置两条光纤传输通道，两条通道互为备用，保证通讯可靠性。步骤八：退出电储热装置。根据每台电储热单元允许加热时间计算出对应的停止加热时间，即根据计算出停止加热时间。其中t2大于t1，t投入大于t1且小于t2。有益效果本专利技术根据电储热负荷特性与电网负荷特性，利用两种负荷之间特性互补的关系，显著有效的提升电网谷时负荷，提高的电网稳定运行能力。充分利用电储热装置在电网谷时投入运行的特性，通过电网正处于负荷低谷状态时段投入电储热负荷对电网负荷波谷进行填充，同时也消纳风电场的弃风电量。采用电储热装置作为电网负荷调节工具，有效节约了电网负荷调节的成本。随着国家煤改本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于储热装置提高电网谷时电能负荷方法，其特征在于，该方法利用利用电储热负荷与电网负荷特性互补的关系，通过电储热装置与调度控制系统之间的信息传输通道对电储热装置进行投退控制，实现利用电储热负荷提高电网谷时负荷，对存在弃风电量的电网进行消纳弃风，具体包括如下方法：步骤一 采集电储热负荷信息；步骤二 对电储热负荷特性分析；步骤三 对电网负荷信息进行监测；步骤四 监测分析电网负荷峰谷变化规律；步骤五 计算可投入的电储热负荷；步骤六 计算电储热单元投入时间；步骤七 谷时开始后投入电储热装置；步骤八 退出电储热装置。

【技术特征摘要】
1.一种基于储热装置提高电网谷时电能负荷方法，其特征在于，该方法利用利用电储热负荷与电网负荷特性互补的关系，通过电储热装置与调度控制系统之间的信息传输通道对电储热装置进行投退控制，实现利用电储热负荷提高电网谷时负荷，对存在弃风电量的电网进行消纳弃风，具体包括如下方法：步骤一采集电储热负荷信息；步骤二对电储热负荷特性分析；步骤三对电网负荷信息进行监测；步骤四监测分析电网负荷峰谷变化规律；步骤五计算可投入的电储热负荷；步骤六计算电储热单元投入时间；步骤七谷时开始后投入电储热装置；步骤八退出电储热装置。2.如权利要求1所述的一种基于储热装置提高电网谷时电能负荷方法，其特征在于，所述步骤一采集电储热负荷信息包括：对电储热装置的额定功率、储热容量、当前储热温度、加热时的电流、电压及电功率进行测量；所述信息采集通过在就地电储热装置与调度监控系统之间设置专用光纤通道，电储热装置通过相应状态量采集器对信息进行采集，利用光纤通道可以将采集到的信息输送给调度监控系统，对电储热装置的实时状态进行监控；所述电储热负荷是指将电能转化成热能进行存储并对外进行供热的的装置。3.如权利要求1所述的一种基于储热装置提高电网谷时电能负荷方法，其特征在于，所述步骤二对电储热负荷特性分析具体如下：对电储热装置内储热单元的特性分析，根据电储热装置内加热电阻丝电阻率随温度变化小的规律，提出电储热单元的加热功率模型L单元＝aMW，即加热过程中忽略温度对于加热电功率的影响，将电储热单元的加热功率看做常数，由于每台电储热单元工作状态可以单独控制，考虑每台电储热单元的不同工作状态，设Ki为第i台电储热单元的工作状态，Ki＝1表示投入状态，Ki＝0表示退出状态，提出区域电网电储热负荷模型:L电储热＝K1×L单元1+K2×L单元2+....+Kn×L单元n其中n表示该区域电网内所包含的电储热单元数量，L单元n表示第n台储热单元的电功率负荷大小，Ki表示第i台电储热单元的工作状态，Ki＝1表示投入状态，Ki＝0表示退出状态；并考虑到电储热装置允许加热时间，在正常状态下，根据对采集的电储热单元加热温度及加热时间的数据进行分析可知，电储热单元的加热温度随加热时间成线性变化，提出电储热单元温度随加热时间变化模型为：T储热单元温度＝a×t加热时间+b其中T储热单元温度为电储热单元的实时温度值，t加热时间是指储热单元的加热时间，a表示电储热单元温度随加热时间变化的斜率，可以根据试验数据求得，b为电储热装置初始加热温度；根据电储热单元的实时温...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛维春，史松杰，罗桓桓，滕云，李家珏，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司，沈阳工业大学，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21