一种面向调频市场的热电机组电力输出控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种面向调频市场的热电机组电力输出控制方法及系统，属于电力控制技术领域，通过引入储热装置来调整热电机组的热力输出，为热电机组提供一个热力输出调整量，来改变热电机组在调频市场中所对应的调频容量大小，以此建立调频市场优化模型；对该模型进行求解的过程等同于在热电机组运行的可行域范围内，朝着热电机组在调频市场中所对应的调频容量增大的方向进行搜索，以寻找最佳的热力输出调整量，从而得到电热机组在调频市场中的最优运行点，以得到热电机组的最优电力输出。本发明专利技术在热力需求确定后，为热电机组的热力输出提供了可调整空间，电力输出可调整的范围较大，灵活性较高，能够较好的适应电力系统源侧和荷侧的电力波动。和荷侧的电力波动。和荷侧的电力波动。

【技术实现步骤摘要】
一种面向调频市场的热电机组电力输出控制方法及系统


[0001]本专利技术属于电力控制
，更具体地，涉及一种面向调频市场的热电机组电力输出控制方法及系统。

技术介绍

[0002]随着电力行业的市场化改革，电网运营者渐渐不再直接拥有大部分的电力频率调节设备的控制权，而需要通过以市场化的方式获取，即调频市场。热电机组作为一种能同时供热和供电的机组，在我国的电力、热力工业领域占据重要的地位，在电力市场化背景下，热电机组与其余机组会一起参与调频市场的竞争。而随着风电、光伏等可再生能源的大量参与到电力系统，其波动性对电网频率的影响也越来越显著，电力系统对调频容量的需求也将明显增加；为了保持电网的频率稳定，需要扩大机组电力输出水平的可调节范围，以适应电力系统源侧和荷侧的电力波动。故研究一种面向调频市场的热电机组电力输出控制方法存在重要意义。
[0003]然而，在现有的面向调频市场的热电机组电力输出控制方法中，作为热力的主要供应者，热电机组以满足热力需求为首要目标，其次才是调节电力输出水平以适应电力系统源侧和荷侧的电力波动，而当热电机组热力输出确定后，受到机组容量的限制，其电力输出可调整的范围小，灵活性较低。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种面向调频市场的热电机组电力输出控制方法及系统，用以解决现有技术中热电机组的电力输出可调范围较小的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种面向调频市场的热电机组电力输出控制方法，包括：将储热装置的最大热力输出功率和最大热力存储功率、以及当前时刻热电机组的热力输出，输入到调频市场优化模型中进行求解，得到当前时刻热电机组的最优电力输出；上述调频市场优化模型的构建方法包括以下步骤：S1、在热电机组运行的可行域范围内，基于储热装置的热力输出与热力存储特性，对热电机组的热力输出进行调节，得到对应的热电机组的电力输出，进而得到热电机组在调频市场中所对应的上调频容量和下调频容量；S2、基于热电机组的电力输出、以及热电机组在调频市场中所对应的上调频容量和下调频容量构建目标函数，从而建立调频市场优化模型；上述目标函数为：
其中，T为时间域；为t时刻下热电机组的电力输出； 为t时刻下热电机组的单位电能量收益；为t时刻下热电机组在调频市场中所对应的上调频容量；为t时刻下热电机组在调频市场中所对应的下调频容量；为t时刻下热电机组的单位调频容量收益；为调频里程比；为t时刻下热电机组的单位调频里程收益；为t时刻下热电机组的热力输出；为热电机组的单位热力输出成本；为热电机组的单位电力输出成本。
[0006]进一步优选地，上述热电机组运行的可行域包括：上边界A1B1、下边界A2B2、左边界A1A2和右边界B1B2；其中，上边界A1B1表示热电机组电力输出的上限；下边界A2B2表示热电机组电力输出的下限；左边界A1A2表示热电机组热力输出的下限；右边界B1B2表示热电机组热力输出的上限。
[0007]进一步优选地，上边界A1B1上的电力输出与热力输出Q的关系为：下边界A2B2上的电力输出与热力输出Q的关系为：其中， 为上边界A1B1的斜率；为上边界A1B1的截距；为下边界A2B2的斜率；为下边界A2B2的截距。
[0008]进一步优选地，热电机组在调频市场中所对应的上调频容量和下调频容量为：为：为：为：其中，为t时刻下热电机组上调频时所对应的热力输出调整量；为t时刻下热电机组下调频时所对应的热力输出调整量；为储热装置的最大热力输出功率；为储热装置的最大热力存储功率；和介于热电机组运行的可行域中的左边界A1A2和右边界B1B2之间。
[0009]进一步优选地，当和均为负数时，和满足：，。
[0010]进一步优选地，当为正数、且为负数时，和满足：，。
[0011]进一步优选地，当为负数、且为正数时，和满足：，。
[0012]进一步优选地，当和均为正数时，和满足：，。第二方面，本专利技术提供了一种面向调频市场的热电机组电力输出控制系统，包括：模型构建模块，用于在热电机组运行的可行域范围内，基于储热装置的热力输出与热力存储特性，对热电机组的热力输出进行调节，得到对应的热电机组的电力输出，进而得到热电机组在调频市场中所对应的上调频容量和下调频容量；基于热电机组的电力输出、以及热电机组在调频市场中所对应的上调频容量和下调频容量构建目标函数，从而建立调频市场优化模型；电力输出控制模块，用于将储热装置的最大热力输出功率和热力存储功率、以及当前时刻热电机组的热力输出，输入到调频市场优化模型中进行求解，得到当前时刻热电机组的最优电力输出；上述目标函数为：其中，T为时间域；为t时刻下热电机组的电力输出；为t时刻下热电机组的单位电能量收益；为t时刻下热电机组在调频市场中所对应的上调频容量；为t时刻下热电机组在调频市场中所对应的下调频容量；为t时刻下热电机组的单位容量收益；为调频里程比；为t时刻下热电机组的单位调频里程收益；为t时刻下热电机组的热力输出；为热电机组的单位热力输出成本；为热电机组的单位电力输出成本。
[0013]第三方面，本专利技术提供了一种面向调频市场的热电机组电力输出控制系统，包括：存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时执行本专利技术第一方面所提供的面向调频市场的热电机组电力输出控制方法。
[0014]第四方面，本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在设备执行本专利技术第一方面所提供的面向调频市场的热电机组电力输出控制方法。
[0015]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：1、本专利技术提供了一种面向调频市场的热电机组电力输出控制方法，通过引入储热
装置来调整热电机组的热力输出，为热电机组提供一个热力输出调整量，来改变热电机组在调频市场中所对应的调频容量大小，以此建立调频市场优化模型；对调频市场优化模型进行求解的过程等同于在热电机组运行的可行域范围内，朝着热电机组在调频市场中所对应的上调频容量和下调频容量增大的方向进行搜索，以寻找最佳的热力输出调整量，从而得到电热机组在调频市场中的最优运行点，以得到热电机组的最优电力输出。该方法在热力需求确定后，为热电机组的热力输出提供了可调整空间，电力输出可调整的范围较大，灵活性较高，能够较好的适应电力系统源侧和荷侧的电力波动。
[0016]2、本专利技术所提供的面向调频市场的热电机组电力输出控制方法，调频容量可由基于储能装置提供的热力输出调整量进行调整，有助于灵活调整热电机组参与调频市场的调频容量大小，提升了热电机组参与调频市场所能获得的调频容量收益和调频里程收益，进而提升了热电机组的总收益。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例1提供的热电机组的可行域示意图。
[0018]图2为本专利技术实施例1提供的当和均为负数时的热电机组可行域及其调频容量示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
的斜率；为所述下边界A2B2的截距。4.根据权利要求3所述的面向调频市场的热电机组电力输出控制方法，其特征在于，热电机组在调频市场中所对应的上调频容量和下调频容量为：为：为：为：其中，为t时刻下热电机组上调频时所对应的热力输出调整量；为t时刻下热电机组下调频时所对应的热力输出调整量；为储热装置的最大热力输出功率；为储热装置的最大热力存储功率；和介于所述左边界A1A2和所述右边界B1B2之间。5.根据权利要求4所述的面向调频市场的热电机组电力输出控制方法，其特征在于，当和均为负数时，和满足：，。6.根据权利要求4所述的面向调频市场的热电机组电力输出控制方法，其特征在于，当为正数、且为负数时，和满足：，。7.根据权利要求4所述的面向调频市场的热电机组电力输出控制方法，其特征在于，当为负数、且为正数时，和满足：，。8.根据权利要求4所述的面向调频市场的热电机组电力输出控制方法，其特征在于，当和均为正数时，和满足：，
。9.一种面向调频市场的热电机组电力输出控制系统，其特征在于，包括：模型构建模块，用于在热电机组运行的可行域范围内，基于储热装置的热力输出与热力存储特性，对热电机组的热力输出进行调节，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新宇，金天昱，文劲宇，尚国政，郑婷婷，曹阳，
申请(专利权)人：国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：