一种弃风与大规模电储热协调运行方法技术

本发明专利技术公开了一种弃风与大规模电储热协调运行方法，属于电气工程领域，针对电储热的优势，与硬件系统相结合，对与电储热相关的各项数据进行监测和记录，并根据计算电锅炉环境温度、电锅炉电热转换效率等重要参数，进而构建弃风与大规模电储热协调运行参数计算函数，从而可以判别电储热实际的消纳效果及计算相关储热量。该发明专利技术弥补了如今在协调运行方法领域的不足，达到利用电储热，消纳弃风及协调以热定电等问题的目的，具有巨大的现实性和经济性。 1

【技术实现步骤摘要】
一种弃风与大规模电储热协调运行方法
本专利技术属于电气工程领域,具体涉及一种弃风与大规模电储热运行方法。技术背景随着风电并网规模的逐年增大，风电弃风现象越来越严重。当前产生弃风的主要原因在于热电联产机组在冬季供暖期因供暖而导致系统调峰能力急剧下降。显然，若能降低热电联产机组因“以热定电”所导致的较高的强迫出力，即可显著提高风电的上网空间，大幅减少风电弃风。由于在电源侧和负荷侧中加装电锅炉消纳弃风既可以提高低谷时段的用电负荷又能够降低热电联产机组自身的强迫出力，缓解电网峰谷矛盾和供热高峰压力，提高风电等可再生能源利用率，对改善城市大气环境，具有具有明显的应用潜力及重要意义。现有技术研究：现有技术一：通过在热电厂安装电锅炉进行消纳风电方案分析，但不足之处在于仅仅是从电源侧进行消纳风电的研究，对于负荷侧的消纳风电的计算并没有设计；现有技术二：通过储热装置电源侧与负荷侧运行特性分析，进行弃风与储热间的协调调度，不足之处在于协调运行过程中，对于其如何实现储热量的具体计算，并没有明确的计算方法。而且以上方法的研究偏重于理论。
技术实现思路
：本专利技术的研究目标是：针对以上不足，本专利技术建立弃风和电储热协调运行方法，充分利用电储热的优势，实现对弃风电量的消纳，对于弃风等问题的解决提供一个很好的方法支持。本专利技术与硬件相结合，实现理论与硬件系统相结合。实现的方式通过硬件模块组成协调运行系统，根据数据采集模块采集电储热的相关参数，然后通过数据计算模块对采集到的数据进行计算各项参数并筛选相应可用数据，然后经过数据处理模块实现对储热状态的判别，以及储热量的计算；最后经过数据显示模块，显示具体储热数据等。为了实现上述目的，针对现有技术的不足之处，本专利技术提供一种弃风与大规模电储热协调运行方法。技术方案：本专利技术的技术方案如下：步骤1：采集模块进行数据的采集选取参数：电锅炉储热效率η1，电锅炉电热转换效率β，电储热系统所在环境的温度T，电锅炉数量n，各电锅炉之间间隔平均距离d，电锅炉的输出功率Pc，弃风量P(t)，特定历史时段弃风量最大值Pwmax，特定历史时段弃风量最小值Pwmin，Pcmin为储热装置的最小储热功率、Pcmax为储热装置的最大储热功率。步骤2：电锅炉环境温度、电锅炉电热转换效率数据输入数据计算模块，通过模块内的函数计算，实现对相应数据的筛选；步骤2.1电锅炉环境温度标准函数、电锅炉电热转换效率标准函数建立和计算。建立电锅炉环境温度标准函数f(x)，电锅炉电热转换效率标准函数g(x)为：其中,x为系统内所有电锅炉的编号，x＝1,2,3，……，k，k为自然数。步骤2.2电锅炉环境温度数组构建：从测量所得的温度中随机抽取若干数据T1,T2,...,Ti构成一个数组φ[i]，Ti表示第i个测量数据，步骤2.3：电锅炉环境温度数组确定：当函数φ[i]与f(x)的相似系数α≥59.34％时抽取数组φ[i]，此数组作为处理后的数据。步骤2.4：电锅炉电热转换效率数组确定：从φ[i]对应的i个数据中随机抽取若干数据β1,β2,....,βj构成一个数组表示第j个测量数据，当函数与g(x)的相似系数α≥68.45％时抽取数组此数组作为处理后的数据。步骤3：数据计算模块实现电储热协调运行影响参数计算步骤3.1：弃风与大规模电储热的协调运行外部参数计算根据下式计算弃风与大规模电储热的协调运行外部参数：其中，δ(t)为弃风与大规模电储热协调运行的外部参数，i＝1,2,...,n，Ti为步骤2.3处理后的数据，n为电锅炉个数，Tmax为电储热系统所在环境的最高温度，Tmin为电储热系统所在环境的最低温度，d为各电锅炉之间间隔平均距离。步骤3.2：弃风与大规模电储热的协调运行内部参数计算γ(t)为弃风与大规模电储热协调运行的外部参数，Pgi表示第i个电锅炉的输出功率，i＝0,1,2.....n。步骤4：数据处理模块进行电储热状态判别ρ(t)为电储热状态判别函数，P(t)为弃风量，d为各电锅炉之间间隔平均距离，Tmax为电储热系统所在环境的最高温度，δ为弃风与大规模电储热的协调运行外部参数，γ为弃风与大规模电储能的协调运行内部参数。若求得状态判定因子α>0，则可判定电储热处于储热状态；，α<0则可判定电储热未处于储热状态。步骤5：数据处理模块进行弃风与大规模电储热的协调运行储热量计算将所求得的电储热状态判别函数α(t)，弃风与大规模电储热的协调运行内部参数γ，弃风与大规模电储热的协调运行外部参数δ，带入弃风与大规模电储热的协调运行电储热数学模型，解得Pst即电锅炉储热量。步骤6：数据显示模块显示电储热运行状态、储热量。有益效果本专利技术针对电储热的优势，与硬件系统相结合。对与电储热相关的各项数据进行监测和记录，并根据计算电锅炉环境温度、电锅炉电热转换效率等重要参数，进而构建弃风与大规模电储热协调运行参数计算函数。从而可以判别电储热实际的消纳效果及计算相关储热量。该专利技术弥补了如今在协调运行方法领域的不足，达到利用电储热，消纳弃风及协调以热定电等问题的目的，具有巨大的现实性和经济性。附图说明图1是本专利技术的一种弃风与大规模电储热的协调运行方法流程图。具体实施方法如图1所示，一种弃风与大规模电储热的协调运行方法流程。根据数据采集模块对与电储热相关的各项数据进行采集，对其中的电锅炉环境温度、电锅炉电热转换效率数据通过数据计算模块进行数据筛选，并分别对两项数据进行标准函数建立和计算，进行相关数组的构建与确定。在此基础上，通过数据计算模块进行电储热协调运行影响外部参数与内部参数的计算，从而以数据处理模块判断电储热运行状态，即是否处于储热状态，若满足，则说明，该方法适用；并计算出电储热量，最后通过数据显示模块显示当前储热状态及储热量。以弃风严重的某地区弃风数据为例，计算其大规模储能系统一月内的运行状态：验证本专利技术提出的弃风与大规模电储热协调运行方法的正确性。步骤1：数据采集模块进行数据采集月弃风量为2687.1MW.h，特定历史时段弃风量最大、小值为2708.2MW.h、2598.5MW.h。电锅炉蓄热效率为98.14％，电锅炉为4x21MW,每台电锅炉最大储热功率为20.79MW,最小储热功率为19.9MW,电锅炉之间的距离环境平均温度-1.6℃，电锅炉之间的距离为6m。电储热系统中各电锅炉所在环境的温度T、电热转换效率β步骤2：电锅炉环境温度、电锅炉电热转换效率数据输入数据计算模块，通过模块内的函数计算，实现对相应数据的筛选；步骤2.1电锅炉环境温度标准函数、电锅炉电热转换效率建立和计算建立电锅炉环境温度标准函数f(x)，电锅炉电热转换效率标准函数g(x)为：其中,x为电网内所有电锅炉的编号，x＝1,2,3，……，50。步骤2.2电锅炉环境温度数组构建：从测量所得的温度中随机抽取若干数据T1,T2,...,Ti构成一个数组φ[i]，Ti表示第i个测量数据，步骤2.3：电锅炉环境温度数组确定：计算φ[i]与f(x)的相似系数：经过选取计算得到的φ(40)＝-1.4℃,-1.6℃,...,-1.5℃与函数f(x)的相似系数α＝63.65％，满足α≥59.34％，则此数组用于协调运行计算。步骤2.4：电锅炉电热转换效率数组确定：从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弃风与大规模电储热协调运行方法，其特征在于，该方法包含如下6个步骤：步

【技术特征摘要】
1.一种弃风与大规模电储热协调运行方法，其特征在于，该方法包含如下6个步骤：步骤1.采集模块进行数据采集，采集数据包括电锅炉储热效率η1，电锅炉电热转换效率β，电储热系统所在环境的温度T，电锅炉数量n，各电锅炉之间间隔平均距离d，电锅炉的输出功率Pc，弃风量P(t)，特定历史时段弃风量最大值Pwmax，特定历史时段弃风量最小值Pwmin，Pcmin为储热装置的最小储热功率、Pcmax为储热装置的最大储热功率；步骤2.电锅炉环境温度、电锅炉电热转换效率数据输入数据计算模块，通过模块内的函数计算，实现对相应数据的筛选；步骤3.数据计算模块实现电储热协调运行影响参数计算；步骤4.数据处理模块进行电储热状态判别；步骤5.数据处理模块进行弃风与大规模电储热的协调运行储热量计算；步骤6.数据显示模块显示电储热运行状态、储热量。2.根据权利要求1中所述，一种弃风与大规模电储热协调运行方法，其特征在于，步骤2中包括4个步骤，其中，步骤2.1电锅炉环境温度标准函数、电锅炉电热转换效率标准函数建立和计算；建立电锅炉环境温度标准函数f(x)，电锅炉电热转换效率标准函数g(x)为：其中,x为系统内所有电锅炉的编号，x＝1,2,3，……，k，k为自然数；步骤2.2电锅炉环境温度数组构建：从测量所得的温度中随机抽取若干数据T1,T2,...,Ti构成一个数组φ[i]，Ti表示第i个测量数据；步骤2.3：电锅炉环境温度数组确定：当函数φ[i]与f(x)的相似系数α≥59.34％时抽取数组φ[i]，此数组作为处理后的数据；步骤2.4：电锅炉电热转换效率数组确定：从φ[i]对应的i个数据中随机抽取若干数据β1,β2,....,βj构成一个数组示第j个测量数...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛维春，尹东，李家珏，苏安龙，高凯，王顺江，滕云，赵洋，许龙彪，张玉龙，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，沈阳工业大学，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21