本发明专利技术提供了一种计及多约束油田自备热电厂机组调峰调度方法，包括确定煤炭分配策略、分析热电机组的供热和电出力序位制定调峰调度策略，建立计及多约束的热电厂机组调峰调度数学模型三部分。其中，煤炭分配策略按煤耗指标和供热品质因子将年度煤耗量合理分配到各季节的典型日，按序位分析法制定调峰策略涵盖了各季节典型场景下不同的机组组合，计及多约束的热电厂机组调峰调度数学模型的建立综合考虑了煤碳定量约束、直供负荷约束、机组运行约束和技术约束以及热电耦合约束，该调度方法可令以限量煤碳为约束的自备热电厂调峰调度，在满足光伏消纳的前提下，获得发电效益最大，对油田自备热电厂追求最大经济效益极具指导意义。导意义。
【技术实现步骤摘要】
一种计及多约束的油田自备热电厂机组调峰调度方法
[0001]本专利技术涉及一种计及多约束的热电厂机组调峰优化调度方法，适用于光伏接入的油田自备热电厂机组调峰调度，属于机组运行调度领域。
技术介绍
[0002]全国各大油田既是化石能源的产能大户，也是耗能大户，其所需电力主要来源于自备热电厂，为响应国家能源战略和可再生能源推进。鉴于油田开采域一般位于野外，特别适合发展光伏发电，光伏发电的接入，改变了油田电源的结构，油田电源以自备热电厂和光伏为主，以系统电源为辅，是一种自给自足相对独立的电网。光伏出力的波动性及不可控性，对相对独立电网的调峰提出了严峻挑战。
[0003]本专利针对油田电网结构和油田负荷特点，考虑多种技术和经济约束，从油田产能成本的全局经济性最优出发，研究自备热电厂的调度策略，优化热电机组调峰出力，合理消纳光伏发电，具有重要的理论研究意义和工程应用价值。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于解决油田电网光伏电站并网发电的消纳问题，针对油田电网结构和负荷特点，考虑煤碳定量约束、直供负荷约束、机组检修机制、机组运行约束和技术约束以及热电耦合约束，提出一种基于多约束的油田自备热电厂机组调峰调度方法，该方法在满足消纳光伏发电的前提下，以限量煤碳获得发电经济效益最大。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0006]1、一种计及多约束的油田自备热电厂机组调峰调度方法，包括确定煤炭分配方案、根据序位分析法确定运行机组的调度策略和建立计及多约束的热电厂机组调峰调度数学模型。
[0007]2、如权利要求书1所述根据季节典型负荷规模制定煤炭分配方案，其特征在于根据光伏接入容量、负荷规模和上级下达的年煤耗指标，合理分配每个季节典型日的耗煤指标。
[0008]3、如权利要求书1所述根据序位分析法确定运行机组的调度策略，其特征在于
①
考虑热电机组担负冬季供暖任务，分别按煤耗指标和供热品质因子对热电机组进行排序；
②
供暖期，先优选供热品质因子大的机组，满足热平衡后，再优选煤耗指标小的机组，直至满足功率约束。
[0009]4、如权利要求书1所述的计及多约束的热电厂机组调峰调度数学模型建立方法，其特征在于综合考虑了煤碳定量约束、直供负荷约束、机组运行约束和技术约束以及热电耦合约束，以热电厂发电机组出力最大化为目标，建立的自备热电厂调峰调度模型，在满足光伏消纳的前提下，获得发电经济效益最大。
[0010]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0011]1、本专利技术可以充分利用限量的煤炭资源，通过优化油田自备火电厂机组的出力，
以获得最大的发电效益。
[0012]2、本专利技术针对自然负荷消纳光伏后的等效负荷需求，考虑机组技术约束、运行约束、直供负荷约束、检修机制约束、热电耦合约束、煤耗量指标约束等，给出典型季节机组调度策略，提高了机组调峰调度方法的适用性。
附图说明
[0013]附图1是四季典型日自然负荷消纳光伏后的等效负荷数据。
[0014]附图2是热电厂冬季供暖初期典型日机组热出力曲线。
[0015]附图3是热电厂冬季供暖初期典型日机组电出力曲线。
[0016]附图4是热电厂冬季供暖初期典型日热电厂煤耗量曲线。
具体实施方式
[0017]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明，其包括以下步骤：
[0018]1)油田负荷特性分析
[0019]1.1)应用自然负荷消纳光伏出力得到等效电负荷
[0020]油田负荷分为生产负荷、办公民用负荷和外供民企负荷以及商用负荷，自备电厂通常带有一部分直供负荷，有某些机组机组单独供电。典型的负荷曲线通常在8h
‑
18h时间段有负荷高峰，用自然负荷的峰值消纳光伏容量，得到的等效负荷将峰荷变成了谷荷，具有弱的负光伏波动特性。t时段消纳光伏后的等效负荷P
l
′
oad.t
：
[0021]P
′
load.t
＝P
load.t
‑
P
pv.t
ꢀꢀꢀ
(1)
[0022]式中：P
load.t
为t时段的系统负荷；P
pv.t
为t时段光伏的预测出力值。
[0023]1.2)热负荷特性分析
[0024]自备热电厂承担油田区域冬季供暖所需热负荷，供暖季一般划分为供暖初期、供暖中期和供暖末期，其中供暖初期因天气较为温和，所需供暖热量较少；供暖中期天气寒冷，日所需供热量增加；供暖末期因天气转暖，日需供热量减少，供暖期三个阶段热负荷需求量遵循由小变大再变小的原则。
[0025]2)基于煤耗量指标和季节性负荷特点，确定煤炭分配策略
[0026]分析四季的负荷规模，按季节性典型日负荷分配四季典型日的煤耗量为：
[0027][0028]式中：表示第s季节典型日的煤量指标；C
coal
表示上级下达年供能煤耗总量指标；T
s
表示第s季节的总天数；表示第s季节典型日的t时刻负荷，其中，供暖季负荷为电、热负荷之和。
[0029]3)建立典型场景的机组运行组合集
[0030]火电机组的检修机制是每台机组四年需要一次大修、一年需要一小修、每年需要临时修一次，简称为“一年一大修、一年一小修、一年一临修”，通常考虑直供负荷、夏季用电
高峰和冬季供暖，检修安排在春秋季，考虑每台机组容量可能不同，形成典型场景的周期和机组组合集。
[0031]4)根据序位分析确定机组的调度策略
[0032]在春秋夏按供电序位组合机组的开启台数，在冬季供暖期先按供热序位组合机组的开启台数满足热平衡需求，再按供电序位优化组合机组。
[0033]4.1)制定机组的发电调度序位
[0034]分析所有机组凝气发电机组的运行工况数据，计算各台机组煤耗特性指标。
[0035]b
i
＝F
i
/P
i
ꢀꢀꢀ
(3)
[0036]按照单位发电煤耗从低到高排列n台机组的发电调度序位，依次记为第1、第2、
……
、第n序位。
[0037]4.2)制定机组的供热调度序位
[0038]机组i的供热品质因数与锅炉热效率η
gi
和机组i单位供热量减少的发电量α
i
之间的定性关系如下：
[0039][0040]依据供热品质因数由大到小的顺序排列n机组的供热调度序位，依次记为第1、第2、
……
、第n序位。
[0041]针对热电厂所需承担的供热任务，优先由第1序位的机组供热，达到最大供热工况后，剩余供热任务再由第2序位的机组承担，依次类推，直到满足供热平衡。
[0042]4.3)按序位分析结果优化典型本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种计及多约束的油田自备热电厂机组调峰调度方法，包括确定根据季节典型日负荷规模制定煤炭分配方案、根据序位分析法确定机组的调度策略和建立计及多约束的热电厂机组调峰调度数学模型三部分。2.如权利要求书1所述确定根据季节典型负荷规模制定煤炭分配方案，其特征在于根据光伏接入容量、负荷规模和上级下达的年煤耗指标，合理分配每个季节典型日的耗煤指标，包括如下步骤：S1：用自然负荷的峰值消纳光伏容量；油田负荷分为生产负荷、办公民用负荷和外供民企负荷以及商用负荷，自备电厂通常带有一部分直供负荷，由某些机组单独供电。典型的负荷曲线通常在8h
‑
18h时间段有负荷高峰，用自然负荷的峰值消纳光伏容量，得到的等效负荷将峰荷变成了谷荷，具有弱的负光伏波动特性。t时段消纳光伏后的等效负荷为P
′
load.t
：P
′
load.t
＝P
load.t
‑
P
pv.t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中：P
load.t
为t时段的系统负荷；P
pv.t
为t时段光伏的预测出力值；S2：分析四季负荷的规模，按季节性典型日负荷分配四季典型日的煤耗量为：式中：表示第s季节典型日的煤量指标；C
coal
表示上级下达年供能煤耗总量指标；T
s
表示第s季节的总天数；表示第s季节典型日的t时刻负荷，其中，供暖季负荷为电、热负荷之和。3.如权利要求书1所述根据序位分析法确定运行机组的调度策略，其特征在于
①
考虑热电机组担负冬季供暖任务，分别按煤耗指标和供热品质因子对热电机组进行排序；
②
供暖期，先优选供热品质因子大的机组，满足热平衡后，再优选煤耗指标小的机组，包括如下步骤：S1：制定机组的发电调度序位；分析所有机组凝气发电机组的运行工况数据，计算各台机组煤耗特性指标。b
i
＝F
i
/P
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)按照单位发电煤耗从低到高排列n台机组的发电调度序位，依次记为第1、第2、
……
|第n序位。S2：制定机组的供热调度序位；机组i的供热品质因数与锅炉热效率η
gi
和机组i单位供热量减少的发电量α
i
之间的定性关系如下：依据供热品质因数由大到小的顺序排列n机组的供热调度序位，依次记为第1、第2、
……
|第n序位。S3：按照热电机组“一年一大修、一年一小修、一年一临修”的检修机制，通常考虑直供
负荷、夏季用电高峰、冬季供暖以及每台机组容量可能不同，形成典型场景的机组组合...
【专利技术属性】
技术研发人员：王艳松，李泉辰，邹璞，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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