考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法技术方案

本发明专利技术属于电力系统运行与控制技术领域，尤其涉及一种考虑热惯性的电‑热综合能源系统协调运行方法。本发明专利技术以提高电‑热综合能源系统运行能力为目标，针对电‑热综合能源系统的热惯性特性导致在产热、供热等环节中存在有一定的供热延迟性以及供暖期间电网调度困难问题，对电‑热综合能源系统中CHP机组、电锅炉、供热管网三种单元进行热惯性分析，建立计及热惯性的电‑热综合能源系统优化运行模型，对电‑热综合能源系统热负荷在热惯性下的正常运行时间间隔进行计算，最后建立电‑热综合能源系统优化运行模型，提高了电‑热综合能源系统协调优化运行能力，解决电‑热综合能源系统热惯性影响下调度难的问题，具有非常高的实际调度运行应用价值。

Coordinated operation method of electric thermal integrated energy system considering thermal inertia

【技术实现步骤摘要】
考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法
本专利技术属于电力系统运行与控制
，尤其涉及一种考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法，通过对电-热综合能源系统中各供热单元热惯性的分析建模，提高电-热综合能源系统协调优化运行能力。
技术介绍
电-热综合能源系统作为一种新的能源综合生产、利用方式，具有高效利用能源、满足大量电-热负荷需求的要求，是国家政策一直大力推进的综合接能见耗的有效方法之一。但是，电-热综合能源系统中各供热单元具有热惯性特性，在产热、供热等环节中存在有一定的供热延迟性，冬季供暖期间电网调度和热网调度相互作用，使得电-热综合能源系统运行调度十分困难，进而导致电-热综合能源系统无法实现高效、经济运行。另外，我国的“三北”地区——西北、东北及华北地区，冬季供暖方式多采用热电厂进行集中供热，供热过程中伴随着大量的换进污染问题，而电-热综合能源系统相比传统锅炉供热方式可以很好的控制燃料燃烧产生的环境污染问题。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法，其特征是：包括以下步骤：/n步骤一：基于电-热综合能源系统结构图，计算CHP机组总输出电功率、总采暖抽汽量及总耗煤量；/n步骤二：计算电锅炉直接供热功率，建立电锅炉蓄热量、耗电功率及储热功率约束；/n步骤三：计算供热管网热力；包括：计算一级供热管网热力方程、二级供热管网热力方程及二级管网采暖区域用户采暖负荷热惯性方程；/n步骤四：基于步骤一至步骤三，计算电-热综合能源系统热负荷在热惯性下的正常运行时间间隔；/n步骤五：首先对电-热综合能源系统功率平衡等式、出力不等式进行约束，然后以电-热综合能源系统煤耗量最小以及弃风量最小为目标，计算电-热综合能...

【技术特征摘要】
1.考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤一：基于电-热综合能源系统结构图，计算CHP机组总输出电功率、总采暖抽汽量及总耗煤量；
步骤二：计算电锅炉直接供热功率，建立电锅炉蓄热量、耗电功率及储热功率约束；
步骤三：计算供热管网热力；包括：计算一级供热管网热力方程、二级供热管网热力方程及二级管网采暖区域用户采暖负荷热惯性方程；
步骤四：基于步骤一至步骤三，计算电-热综合能源系统热负荷在热惯性下的正常运行时间间隔；
步骤五：首先对电-热综合能源系统功率平衡等式、出力不等式进行约束，然后以电-热综合能源系统煤耗量最小以及弃风量最小为目标，计算电-热综合能源系统优化运行目标函数，构建电-热综合能源系统优化运行方法。


2.根据权利要求1所述的考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法，其特征是：所述步骤一中CHP机组总输出电功率Ptchp、总采暖抽汽量计算如下式：






式中，m为CHP机组总数；Ptchp为CHP机组在t时段的总输出电功率，为第i台CHP机组在t时段的输出电功率；为CHP机组在t时段的总采暖抽汽量，为第i台CHP机组在t时段的采暖抽汽量；为第i台CHP机组对应组合系数，且
所述CHP机组的总耗煤量计算如下式：



式中：ftchp为CHP机组在t时段的总耗煤量，为第i台CHP机组在t时段的耗煤量；λ0、λ1、λ2、λ3、λ4、λ5为第i台CHP机组在t时段的耗煤系数。


3.根据权利要求1所述的考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法，其特征是：对步骤一中所述CHP机组输出电功率、总采暖抽汽量进行约束，如下式：



式中：为CHP机组输出电功率上限；为CHP机组采暖抽汽量上限。


4.根据权利要求1所述的考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法，其特征是：所述步骤二中，电锅炉直接供热功率计算如下式：









式中：为电锅炉t时段的电产热功率；Cb为电锅炉电产热系数；Ptb为电锅炉t时段消耗的电功率；为电锅炉t时段的直接供热功率；为电锅炉t时段的储热功率；Et为电锅炉t时段的蓄热量，a为电锅炉由储存热量进行直接供热的比例系数，b为电锅炉蓄热量损失系数；Δt为时间间隔；
对所述电锅炉蓄热量、耗电功率及储热功率进行约束，如下式：



式中：Emax为电锅炉最大蓄热容量；为电锅炉最大储热功率；为电锅炉耗电功率上限。


5.根据权利要求1所述的考虑热惯性的电-热综合能源系统协调运行方法，其特征是：所述步骤三中，一级供热管网热力方程的计算包括：
采暖用户区域的供热量计算如下：






式中：为t时段节点k的采暖用户区域的供热量；为电-热综合能源系统向供热系统提供的热功率；Cwater为水的比热容；为t时段管道ij的热水流量；为t时段管道入口节点i的管网供水温度，为t时段管道入口节点i的管网回水温度；
其中，供水、回水网络节点温度关系计算如下：



式中：和分别为t时段管道出口节点j的管网供水温度与回水温度；Ta为外界自然温度；c为管道工质体积比热，μ为管道每米传输阻抗，Lij为管道长度；
所述供热管网中热水经...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家珏，刘一涛，孔剑虹，陈守峰，朱钰，李志刚，李显奇，孙峰，曾辉，范维，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，沈阳工程学院，
类型：发明
国别省市：辽宁;21