一种考虑用户热需求的蓄热电锅炉群电热调度方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种考虑用户热需求的蓄热电锅炉群电热调度方法及系统，涉及能源调度领域，方法包括：根据所述历史气象数据和所述分布式光伏出力数据构建分布式光伏出力预测模型；根据所述分布式光伏出力预测模型预测设定预测日的光伏发电数据；基于用户热需求信息和设定预测日的温度信息确定热负荷需求模型；基于所述热负荷模型构建蓄热电锅炉运行模型；根据设定预测日的光伏发电数据、所述热负荷需求模型和所述蓄热电锅炉运行模型，以弃光量最小、负荷高峰时线路富余容量最大及线路峰谷差率最小为目标函数，确定所述设定预测日蓄热电锅炉和分布式光伏出力的调度方案。本发明专利技术提高了蓄热电锅炉

A method and system for electric heating scheduling of regenerative electric boilers considering the heat demand of users

【技术实现步骤摘要】
一种考虑用户热需求的蓄热电锅炉群电热调度方法及系统


[0001]本专利技术涉及能源规划
，特别是涉及一种考虑用户热需求的蓄热电锅炉群电热调度方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，在中国国北方县域地区处于开展电能替代的进程中，由于蓄热电锅炉在运行过程中不会产生污染，且具有较高的电
‑
热双侧的灵活调控性，依托蓄热电锅炉开展的电取暖得到了大规模的推广。另一方面，近年来北方地区整县式的分布式光伏也正得到广泛推进，其出力波动性对区域电网的调峰造成了较大压力，特别是在供暖高峰期，由于供热机组往往运行在“以热定电”的模式，调节能力受到很大限制。
[0003]目前，蓄热电锅炉在供热商的调控下独立运行，一般在后半夜集中启动，蓄满次日供暖所需热量后白天时段不再用电。该方式主要存在以下问题：一是其夜间集中启动的行为使得某些线路在负荷高峰时过载严重；二是蓄热量及供热功率的设定较为粗放，未能对供暖用户的差异化热舒适度需求及供暖区域散热特性进行细致量化；三是未能充分挖掘蓄热电锅炉在电热两侧的协同能力，造成其大量富余容量的浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种考虑用户热需求的蓄热电锅炉群电热调度方法及系统，提高了调度的灵活性和资源的利用率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种考虑用户热需求的蓄热电锅炉群电热调度方法，包括：
[0007]获取待调度地区历史气象数据和分布式光伏出力数据，根据所述历史气象数据和所述分布式光伏出力数据构建分布式光伏出力预测模型；
[0008]根据所述分布式光伏出力预测模型预测所述待调度地区设定预测日的光伏发电数据；
[0009]基于所述待调度地区的用户热需求信息和设定预测日的温度信息确定热负荷需求模型；
[0010]基于所述热负荷模型构建蓄热电锅炉运行模型；
[0011]根据设定预测日的光伏发电数据、所述热负荷需求模型和所述蓄热电锅炉运行模型，以弃光量最小、负荷高峰时线路富余容量最大及线路峰谷差率最小为目标函数，确定所述待调度地区所述设定预测日各蓄热电锅炉和分布式光伏出力的调度方案。
[0012]可选地，所述获取历史气象数据和光伏出力数据，根据所述历史气象数据和所述光伏出力数据构建光伏出力预测模型，具体包括：
[0013]对所述历史气象数据进行预处理，对预处理后的历史气象数据进行聚类，获得k类气象场景数据；
[0014]根据k类气象场景数据及对应的分布式光伏出力数据确定分布式光伏出力预测模
型。
[0015]可选地，所述对所述历史气象数据进行预处理，对预处理后的历史气象数据进行聚类，获得k类气象场景数据，具体包括：
[0016]对所述历史气象数据进行预处理，基于k
‑
means聚类方法对预处理后的历史气象数据进行聚类，获得k类气象场景数据。
[0017]可选地，所述热负荷需求模型表示为：
[0018][0019]其中，Q
heat，t
为t时刻建筑所需热负荷，Q
HT,t
为t时刻围护结构传导热量，T为响应时间；Q
INF,t
为t时刻空气渗透耗热量；Q
IH,t
为t时刻室内热源发热量。
[0020]可选地，所述热负荷需求模型的约束条件包括热感觉平均预测指标在预设范围内；
[0021]所述热感觉平均预测指标表示为：
[0022][0023]其中，λ
PMV,t
表示用户t时段的热感觉平均预测指标，M表示人体能量代谢率，I
cl
表示服装热阻；T
s
表示设定温度；T
in,t
为t时段的室内空气温度；
[0024]所述用户热舒适度模型的约束条件为：
[0025]其中，λ
PMV,t
表示最低限度，表示最高限度。
[0026]可选地，所述蓄热电锅炉运行模型包括蓄热电锅炉电热转换模型和热负荷平衡模型；
[0027]所述蓄热电锅炉电热转换模型表示为：PH
n,t
＝PE
n
*η
1,n
；
[0028]其中，PH
n,t
为第n台蓄热电锅炉t时刻热功率；PE
n
为第n台蓄热电锅炉t时刻电功率，η
1,n
为第n台蓄热电锅炉的产热效率；
[0029]所述热负荷平衡模型表示为：
[0030][0031]PG
n,t
＝BG
n,t
+SG
n,t
；
[0032]其中，PG
n,t
为第n台蓄热电锅炉t时刻供热功率，η2为热网损耗系数；HL
n,t
为第n台蓄热电锅炉t时刻热负荷热功率之和；P
heat,n,i,t
为第n台蓄热式电锅炉供暖范围I内第i个建筑t时刻的热功率；BG
n,t
为第n台蓄热电锅炉t时刻电锅炉部分热功率，SG
n,t
为第n台蓄热电锅炉t时刻蓄热罐部分热功率；
[0033]所述蓄热电锅炉运行模型的约束条件包括：
[0034]0≤PE
n,t
≤PE
n,max
；
[0035]0≤BG
n,t
≤PH
n,t
；
[0036]0≤SG
n,t
≤SG
n,max
；
[0037][0038][0039]其中，PE
n,max
表示第n台蓄热电锅炉的额定电功率，Q
BM,n
表示第n台蓄热电锅炉的最大蓄热量。
[0040]可选地，所述目标函数表示为：
[0041][0042]其中，T表示响应时间，K表示线路数，P
pv,t
表示实际分布式光伏t时刻可发电功率，表示所述分布式光伏出力预测模型输出的预测分布式光伏t时刻发电功率，为第k条线路的最大有功功率限制，为第k条线路的最大负荷，为第k条线路的最小负荷，λ1和λ2均为权重因子；
[0043]所述目标函数的约束条件为：
[0044][0045]其中，P
k,t
为蓄热电锅炉和分布式光伏在第k条线路的t时刻有功功率，Q
k,t
为蓄热电锅炉和分布式光伏所在第k条线路的t时刻无功功率，为第k条线路允许的传输容量限制。
[0046]本专利技术还公开了一种考虑用户热需求的蓄热电锅炉群电热调度系统，包括：
[0047]分布式光伏出力预测模型构建模块，用于获取待调度地区历史气象数据和分布式光伏出力数据，根据所述历史气象数据和所述分布式光伏出力数据构建分布式光伏出力预测模型；
[0048]光伏发电数据预测模块，用于根据所述分布式光伏出力预测模型预测所述待调本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑用户热需求的蓄热电锅炉群电热调度方法，其特征在于，包括：获取待调度地区历史气象数据和分布式光伏出力数据，根据所述历史气象数据和所述分布式光伏出力数据构建分布式光伏出力预测模型；根据所述分布式光伏出力预测模型预测所述待调度地区设定预测日的光伏发电数据；基于所述待调度地区的用户热需求信息和设定预测日的温度信息确定热负荷需求模型；基于所述热负荷模型构建蓄热电锅炉运行模型；根据设定预测日的光伏发电数据、所述热负荷需求模型和所述蓄热电锅炉运行模型，以弃光量最小、负荷高峰时线路富余容量最大及线路峰谷差率最小为目标函数，确定所述待调度地区所述设定预测日各蓄热电锅炉和分布式光伏出力的调度方案。2.根据权利要求1所述的考虑用户热需求的蓄热电锅炉群电热调度方法，其特征在于，所述获取历史气象数据和光伏出力数据，根据所述历史气象数据和所述光伏出力数据构建光伏出力预测模型，具体包括：对所述历史气象数据进行预处理，对预处理后的历史气象数据进行聚类，获得k类气象场景数据；根据k类气象场景数据及对应的分布式光伏出力数据确定分布式光伏出力预测模型。3.根据权利要求2所述的考虑用户热需求的蓄热电锅炉群电热调度方法，其特征在于，所述对所述历史气象数据进行预处理，对预处理后的历史气象数据进行聚类，获得k类气象场景数据，具体包括：对所述历史气象数据进行预处理，基于k
‑
means聚类方法对预处理后的历史气象数据进行聚类，获得k类气象场景数据。4.根据权利要求1所述的考虑用户热需求的蓄热电锅炉群电热调度方法，其特征在于，所述热负荷需求模型表示为：其中，Q
heat，t
为t时刻建筑所需热负荷，Q
HT,t
为t时刻围护结构传导热量，T为响应时间；Q
INF,t
为t时刻空气渗透耗热量；Q
IH,t
为t时刻室内热源发热量。5.根据权利要求4所述的考虑用户热需求的蓄热电锅炉群电热调度方法，其特征在于，所述热负荷需求模型的约束条件包括热感觉平均预测指标在预设范围内；所述热感觉平均预测指标表示为：其中，λ
PMV,t
表示用户t时段的热感觉平均预测指标，M表示人体能量代谢率，I
cl
表示服装热阻；T
s
表示设定温度；T
in,t
为t时段的室内空气温度；所述用户热舒适度模型的约束条件为：其中，λ
PMV,t
表示最低限度，表示最高限度。6.根据权利要求1所述的考虑用户热需求的蓄热电锅炉群电热调度方法，其特征在于，
所述蓄热电锅炉运行模型包括蓄热电锅炉电热转换模型和热负荷平衡模型；所述蓄热电锅炉电热转换模型表示为：PH
n,t
＝PE
n
*η
1,n
；其中，PH
n,t
为第n台蓄热电锅炉t时刻热功率；P...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘科学，周铁生，孙贝贝，王鹏，薛一鸣，许志强，黄晓乐，褚毅昆，夏世威，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：