一种面向用户负荷特异性的热电协同调度系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种面向用户负荷特异性的热电协同调度系统，包括：热电联产机组和风力发电机组；用户分散储热单元；通过集中热网与热电联产机组连接的用户耗热单元；用于源端储热的第一储能装置；用户分散储热单元；分别用于控制管理热电联产机组、风力发电机组的第一远程集中控制器和第二远程集中控制器；用于控制管理用户分散储热单元和用户耗热单元的第三远程集中控制器；本发明专利技术将用户负荷特异性考虑至调度系统，对不同条件的用户进行不同的调度控制，提高了系统控制精度，充分挖掘用户负荷差异性所能提供的潜在电力调节能力，实现风电的最大消纳。提高热电联产的灵活性及可再生能源的消纳能力。

A cogeneration scheduling system and method for user specific load

【技术实现步骤摘要】
一种面向用户负荷特异性的热电协同调度系统和方法
本专利技术涉及电力系统分析
，具体涉及一种面向用户负荷特异性的热电协同调度系统和方法。
技术介绍
随着经济的飞速发展和一次能源日益枯竭，以及环境污染问题的如意突出，绿色可再生能源越来越受到各国的关注。我国风电的装机容量和并网规模逐年增大，但同时也面临着严重的弃风现象。有相关研究表明，我国三北地区多风期与供暖高峰期相重合，热电厂在供暖期因供暖而导致系统调峰能力急剧下降是导致弃风的一个主要原因。传统的“以热定电”运行模式限制了热电联产机组的电出力调节范围，使系统的调峰能力下降，进而降低了系统对风电资源的接纳能力，造成大量弃风；同时，现有调峰系统忽略不同用户的差异性也能参与所能提供的潜在电力调节能力，进而提高热电联产的灵活性及可再生能源的消纳能力的问题。有鉴于此，亟需提供一种优化用户差异性导致的负荷与蓄能的配合的方法及系统。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是提供了一种面向用户负荷特异性的热电协同调度系统，包括：通过电力电缆网连接的热电联产机组和风力发电机组；且通过电力电缆网与热电联产机组和风力发电机组并联的用户分散储热单元；通过集中热网与热电联产机组连接的用户耗热单元；用于源端储热的第一储能装置；用户分散储热单元F包括串接的用户热泵遥控开关，热泵，用于在末端分散储热的第二储能装置，及用于检测热泵耗电量和第二储能装置的进出热量的计量表；用户耗热单元包括串接的散热器遥控开关，热水式采暖散热器，及用于检测热水式采暖散热器的热水消耗量的热水消耗计量表；分别用于控制管理热电联产机组、风力发电机组的第一远程集中控制器和第二远程集中控制器；用于控制管理用户分散储热单元和用户耗热单元的第三远程集中控制器；第一远程集中控制器、第二远程集中控制器、第三远程集中控制器、移动终端均与综合调度控制装置无线通信连接；第一远程集中控制器采集热电联产机组的热电产能信息与第一储能装置的进出热量并传给综合调度控制装置；第二远程集中控制器采集风力发电机组的发电信息并传递给综合调度控制装置；第三远程集中控制器采集各用户非采暖用电量、热水消耗计量表检测的热水流入量，用户位置、数量，各用户室内、外温度，并将以上信息分别传送给综合调度控制装置；综合调度控制装置接收终端用户的位置、数量、室内、外温度、遥控开关状态等信息，通过通信电缆与计算机服务系统连接，并驱动计算机服务系统计算，确定调度控制信号分别传送给第一远程集中控制器与第三远程集中控制器；第一远程集中控制器根据调度控制信号控制热电联产机组的发电量和供热量及第一储能装置的热量蓄放；第三远程集中控制器根据调度控制信号分别驱动散热器遥控开关、用户热泵遥控开关及第二储能装置的热量蓄放。在上述方案中，所述综合调度控制装置通过无线通讯基站实时定位移动终端位置状态，采集用户是否在室内的状态；用户通过移动终端设定的人在室内时目标温度与人不在室内时目标温度分别存在温度阀值。在上述方案中，所述用户通过移动终端设置用户模式，包括智能模式：综合调控装置根据散热器遥控开关、用户热泵遥控开关的开关状态，用户的是否在室内的状态及对应该状态的基准温度，用户类型控制热电联产机组的发电量与供热量，第一储能装置、第二储能装置的热量蓄放，控制散热器遥控开关，用户热泵遥控开关，用户类型控制热电联产机组的发电量与供热量，第一储能装置、第二储能装置的热量蓄放，实现调整室内温度。普通模式：用户设定室内温度为一个固定值，无关人在不在室内，综合调控装置根据散热器遥控开关、用户热泵遥控开关的开关状态，用户类型控制热电联产机组的发电量与供热量，第一储能装置、第二储能装置的热量蓄放，控制散热器遥控开关，用户热泵遥控开关，用户类型控制热电联产机组的发电量与供热量，第一储能装置、第二储能装置的热量蓄放，实现调整室内温度。在上述方案中，所述移动终端用户设定中包括一个总账户与若干各子账户，总账户可设定用户模式和基准温度。在上述方案中，所述综合调度控制装置具体控制信号生成过程如下：A1、综合调度控制装置接收各控制器采集的变量；A2、预测未来一段时间的风力发电机组的总出力及用户总需热量；A3、以调节前、后风力发电出力差值最小为目标建立调度模型，求解模型，确定获取各个变量作为调控信号；A4、根据用户行为数据的变化和步骤A3运算结果，综合调度控制装置生成调控信号并发送至对应的控制器进行热电调节。本专利技术还提供了一种基于上述系统的面向用户负荷特异性的热电协同调度方法，包括以下步骤：S1、综合调度控制系统接收各控制器采集的变量，包括：用户i设置所需的基准温度后，采集器采集热水式采暖换热器、热泵和末端蓄能装置的制热功率，并发送给综合调度控制系统；采集0～Δtc时间段内，热电联产机组的发电出力和热出力，以及源端储能装置出力、并发送到综合调度控制系统；采集0～Δtc时间段内，风力发电机组的发电出力，并发送到综合调度控制系统；S2、预测未来一段时间的风力发电机组的总出力及用户总需热量；S3、以调节前、后风力发电出力差值最小为目标建立调度模型，求解模型，确定获取各个变量作为调控信号；S4、根据用户行为数据的变化和步骤S3运算结果，综合调度控制系统生成调控信号并发送至对应的控制器进行热电调节，具体包括：在上述方法中，所述步骤S2包括步骤：S21、计算0～Δtc时间段内，风力发电机组的总出力：式中，M表示风力发电机数量，为风力发电机组的发电出力；利用统计分析方法，预测未来一段时间的风力发电机组的总出力限据PCHP(t)和HCHP(t)预测未来一段时间的热电联产机组的发电出力和热出力S22、计算用户i的需热量：式中，Tset，i为用户i设定的基准温度，Tin，i为用户i的室内空气温度，Tout为室外空气温度，hi，h(t-ΔT)、hi，e(t-ΔT)和hi，ts(t-ΔT)分别为热水式采暖换热器制热功率、热泵的制热功率和末端蓄能装置的制热功率；用户总需热量为：Q(t)＝∑Qi(t)(3)在上述方法中，所述步骤S3具体包括步骤：以调节前、后风力发电出力差值最小为目标建立调度模型，进而获取各个变量作为调控信号；目标函数为：Minimum：式中，ppv(t)为调节后的风力发电出力，为目标风力发电出力；式中，pCHP(t)为调节后热电联产机组的发电出力；pEHP(t)为t时刻N个用户i的热泵耗电功率总和；为预测未来一段时间的风力发电机组的总出力；约束条件：①热泵约束条件：EERi＝hi，e(t)/pi，e(t)(6)式中，EERi为用户i的热泵制热能效比，为t时刻用户i的热泵制热功率；t时刻用户的热泵耗电功率总和为：PE本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向用户负荷特异性的热电协同调度系统，其特征在于，包括：/n通过电力电缆网(201)连接的热电联产机组(A)和风力发电机组(B)；/n且通过电力电缆网(201)与热电联产机组(A)和风力发电机组(B)并联的用户分散储热单元(F)；/n通过集中热网(101)与热电联产机组(A)连接的用户耗热单元G；/n用于源端储热的第一储能装置(C1)；/n用户分散储热单元F包括串接的用户热泵遥控开关(202)，热泵(203)，用于在末端分散储热的第二储能装置(C2)，及用于检测热泵(203)耗电量和第二储能装置(C2)的进出热量的计量表(204)；/n用户耗热单元(G)包括串接的散热器遥控开关(102)，热水式采暖散热器(103)，及用于检测热水式采暖散热器(103)的热水消耗量的热水消耗计量表(104)；/n分别用于控制管理热电联产机组(A)、风力发电机组(B)的第一远程集中控制器(1121)和第二远程集中控制器(1122)；/n用于控制管理用户分散储热单元(F)和用户耗热单元(G)的第三远程集中控制器(1123)；/n第一远程集中控制器(1121)、第二远程集中控制器(1122)、第三远程集中控制器(1123)、移动终端(D)均与综合调度控制装置(1124)无线通信连接；/n第一远程集中控制器(1121)采集热电联产机组(A)的热电产能信息与第一储能装置(C1)的进出热量并传给综合调度控制装置(1124)；第二远程集中控制器(1122)采集风力发电机组(B)的发电信息并传递给综合调度控制装置(1124)；第三远程集中控制器(1123)采集各用户非采暖用电量、热水消耗计量表(104)检测的热水流入量，用户位置、数量，各用户室内、外温度，并将以上信息分别传送给综合调度控制装置(1124)；/n综合调度控制装置(1124)接收终端用户的位置、数量、室内、外温度、遥控开关状态等信息，通过通信电缆与计算机服务系统(205)连接，并驱动计算机服务系统(205)计算，确定调度控制信号分别传送给第一远程集中控制器(1121)与第三远程集中控制器(1123)；第一远程集中控制器(1121)根据调度控制信号控制热电联产机组(A)的发电量和供热量及第一储能装置(C1)的热量蓄放；第三远程集中控制器(1123)根据调度控制信号分别驱动散热器遥控开关(102)、用户热泵遥控开关(202)及第二储能装置(C2)的热量蓄放。/n...

【技术特征摘要】
1.一种面向用户负荷特异性的热电协同调度系统，其特征在于，包括：
通过电力电缆网(201)连接的热电联产机组(A)和风力发电机组(B)；
且通过电力电缆网(201)与热电联产机组(A)和风力发电机组(B)并联的用户分散储热单元(F)；
通过集中热网(101)与热电联产机组(A)连接的用户耗热单元G；
用于源端储热的第一储能装置(C1)；
用户分散储热单元F包括串接的用户热泵遥控开关(202)，热泵(203)，用于在末端分散储热的第二储能装置(C2)，及用于检测热泵(203)耗电量和第二储能装置(C2)的进出热量的计量表(204)；
用户耗热单元(G)包括串接的散热器遥控开关(102)，热水式采暖散热器(103)，及用于检测热水式采暖散热器(103)的热水消耗量的热水消耗计量表(104)；
分别用于控制管理热电联产机组(A)、风力发电机组(B)的第一远程集中控制器(1121)和第二远程集中控制器(1122)；
用于控制管理用户分散储热单元(F)和用户耗热单元(G)的第三远程集中控制器(1123)；
第一远程集中控制器(1121)、第二远程集中控制器(1122)、第三远程集中控制器(1123)、移动终端(D)均与综合调度控制装置(1124)无线通信连接；
第一远程集中控制器(1121)采集热电联产机组(A)的热电产能信息与第一储能装置(C1)的进出热量并传给综合调度控制装置(1124)；第二远程集中控制器(1122)采集风力发电机组(B)的发电信息并传递给综合调度控制装置(1124)；第三远程集中控制器(1123)采集各用户非采暖用电量、热水消耗计量表(104)检测的热水流入量，用户位置、数量，各用户室内、外温度，并将以上信息分别传送给综合调度控制装置(1124)；
综合调度控制装置(1124)接收终端用户的位置、数量、室内、外温度、遥控开关状态等信息，通过通信电缆与计算机服务系统(205)连接，并驱动计算机服务系统(205)计算，确定调度控制信号分别传送给第一远程集中控制器(1121)与第三远程集中控制器(1123)；第一远程集中控制器(1121)根据调度控制信号控制热电联产机组(A)的发电量和供热量及第一储能装置(C1)的热量蓄放；第三远程集中控制器(1123)根据调度控制信号分别驱动散热器遥控开关(102)、用户热泵遥控开关(202)及第二储能装置(C2)的热量蓄放。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述综合调度控制装置(1124)通过无线通讯基站(E)实时定位移动终端(D)位置状态，采集用户是否在室内的状态；
用户通过移动终端(D)设定的人在室内时目标温度与人不在室内时目标温度分别存在温度阀值。


3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用户通过移动终端(D)设置用户模式，包括
智能模式：综合调控装置(1124)根据散热器遥控开关(102)、用户热泵遥控开关(202)开关状态，用户的是否在室内的状态及对应该状态的基准温度，用户类型控制热电联产机组(A)的发电量与供热量，第一储能装置(C1)、第二储能装置(C2)的热量蓄放，控制散热器遥控开关(102)，用户热泵遥控开关(202)，用户类型控制热电联产机组(A)的发电量与供热量，第一储能装置(C1)、第二储能装置(C2)的热量蓄放，实现调整室内温度。
普通模式：用户设定室内温度为一个固定值，无关人在不在室内，综合调控装置(1124)根据散热器遥控开关(102)、用户热泵遥控开关(202)开关状态，用户类型控制热电联产机组(A)的发电量与供热量，第一储能装置(C1)、第二储能装置(C2)的热量蓄放，控制散热器遥控开关(102)，用户热泵遥控开关(202)，用户类型控制热电联产机组(A)的发电量与供热量，第一储能装置(C1)、第二储能装置(C2)的热量蓄放，实现调整室内温度。


4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述移动终端(D)用户设定中包括一个总账户与若干各子账户，总账户可设定用户模式和基准温度。


5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述综合调度控制装置(1124)具体控制信号生成过程如下：
A1、综合调度控制装置(1124)接收各控制器采集的变量；
A2、预测未来一段时间的风力发电机组(B)的总出力及用户总需热量；
A3、以调节前、后风力发电出力差值最小为目标建立调度模型，求解模型，确定获取各个变量作为调控信号；
A4、根据用户行为数据的变化和步骤A3运算结果，综合调度控制装置(1124)生成调控信...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁伟，王彩霞，李琼慧，赵清松，叶小宁，李梓仟，苏蠡，雷雪姣，时智勇，王勇，谢国辉，黄碧斌，胡静，冯凯辉，洪博文，闫湖，李娜娜，陈宁，佟永吉，周桂平，
申请(专利权)人：国网能源研究院有限公司，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，国网辽宁省电力有限公司，沈阳电能建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11