风能与汽轮机储能互补计算的火电机组负荷分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种风能与汽轮机储能互补计算的火电机组负荷分配方法，所述方法包括如下步骤：一

【技术实现步骤摘要】
风能与汽轮机储能互补计算的火电机组负荷分配方法


[0001]本专利技术属于新能源发电系统控制
，涉及火电机组负荷分配方法，具体涉及一种利用风功率预测与汽轮机动态储能互补计算的风火最优联调方法
。

技术介绍

[0002]随着电力供应走向绿色
、
高效的可持续发展道路，各国建立了新的发电系统，当前该系统主要是以风电
、
火电
、
太阳能等混合发电形式组成
。
截止到
2023
年5月，我国网内可控新能源装机
6.4
亿千瓦时，占比高达
32
％，而受气候变化
、
温度升降的影响，每日新能源负荷波动可高达2亿千瓦时，致使电网的负荷尖峰化较为明显，整个电网出现潮流
、
频率以及压力的大幅度的波动
。
为此，当前火电机组的储能参与电网调频是前期火电机组进行控制优化的热点问题，而随着新能源系统的建立，风电随机的波动直接干扰了火电机组长期存在的调频控制逻辑，尤其针对当前新能源发电比重的日益增加，使得电网不仅要求火电机组调节要及时和快速，同时还应具有较好的经济性
。
因为每台火电机组不仅具有自身所设计的最佳运行区间，而且长期频繁的调节也严重影响火电机组的运行寿命，所以，如果能实现机组储能的动态计算，那么就可以在新能源系统实现风火联调的过程中最大程度的兼顾调节性能以及调节经济性
。
因此，将规模化的风功率短时预测与火电机组动态储能运算相结合，是当前火电机组负荷分配逻辑优化的重要方向
。
[0003]根据目前电力调度的最小时常
15min
，开展短时的风功率预测研究十分必要，同时，针对火电机组针过热汽温系统，负荷调整具有敏感性的特点，通过利用主蒸汽温度
、
主蒸汽压力以及流量实时数据计算火电机组过热蒸汽瞬时储能量，此方法获得动态的可用于负荷快速调节的储能量
。

技术实现思路

[0004]本专利技术在获得风功率短期波动预测值以及实时的火电机组瞬时储能量的基础上，提供了一种风能与汽轮机储能互补计算的火电机组负荷分配方法
。
该方法首先构建预测判断最优模型，该模型以现场风功率预测数据以及火电机组瞬时储能多源数据为基础；然后构建基于最小偏差最优计算的节能运算模型，给与火电机组负荷分配指令；最终以预测判断模型与节能运算模型相结合的方式，完成最佳的指令分配方式
。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种风能与汽轮机储能互补计算的火电机组负荷分配方法，包括如下步骤：
[0007]步骤一
、
通过数据分布预测下个时段
n
台风机的输出功率的变化值其中：为下一时段的单台风机变化功率值，
P
k+1
为总的功率预测值；
[0008]步骤二
、
计算火电机组汽轮机机前过热蒸汽的瞬时动态储能量；
[0009]步骤三
、
由瞬时储能计算方程得到网内
m
台火电机组各个发电机组的瞬时单位储能状态量其中：
Q
k
为在
k
时刻的
M
台机组的总的储能量，为单台储能量，
λ
i
是每台火电机组对应的状态选择函数；
[0010]步骤四
、
构建预测判断模型，此模型设计原则是先判断风功率变化的正负以及机组当前所处的状态
(
减负荷
、
稳定或加负荷
)
，然后设置优先权值向量，此向量以最少调整机组台数为参照，将当前所有动作机组
m
′
的最大储能调整总量
Q
′
k
与
P
k+1
进行比较，如果
|Q
′
k
|
‑
|P
k+1
|≥0
，说明下一
k+1
时刻的调整可以不再增加新的扰动机组，反之，进入扰动机组测算状态，此状态需要核算剩余
m
‑
m
′
台机组的储能量；此判断模型为步骤五构建风电机组与火电机组的联合负荷分配模型做准备；
[0011]步骤五
、
构建风电机组与火电机组的联合负荷分配模型，所述风电机组与火电机组的联合负荷分配模型由判断子模型和节能子模型构成，用于判断风电预测走向与激活火电机组储能释放，由判断子模型结果输出来决定是否执行节能子模型的重新负荷分配功能，此模型的构建的中心思想是利用风功率预测值与汽轮机动态储能值相互补性，建立最优火电机组负荷分配模型，具体构建方法为：在预测判断模型完成预测总的风功率偏差与现有调整机组的储能偏差之后，进入剩余机组储能可调运算，设定
m
‑
m
′
台机组储能预测总量为
Q
k
‑
Q
k
′
，单台储能为则存在最优风电机组与火电机组的联合负荷分配模型：
[0012][0013]当取最小
minJ
下的分配，即完成负荷的最佳分配
。
[0014]相比于现有技术，本专利技术具有如下优点：
[0015]1)
在计算风功率预测与的基础上进行动态计算火电机组储能，可更为精准的进行火电机组负荷分配
。
[0016]2)
在新能源系统中风电机组与火电机组的组合数量具有一定的数据边界，可通过大量的实际数据计算最佳的风
‑
火配比
。
[0017]3)
风火联调的优化可进一步提高新能源发电系统对风电的消纳能力
。
附图说明
[0018]图1为风火联调最优负荷分配原理图；
[0019]图2是风电机组与火电机组的联合负荷分配模型的构成及功能实现图
。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中
。
[0021]发展新能源电力系统可增加风力发电的消纳，有助于双碳目标的实现
。
本专利技术针对火电机组储能特性，结合风电机组的风功率波动特点，提供了一种风能与汽轮机储能互补计算的火电机组负荷分配方法，在线动态计算火电机组储能，完成风电消纳的同时最大限度的实现火电机组最优负荷分配
。
如图1所示，所述方法包括如下步骤：
[0022]步骤一
、
通过数据分布预测下个时段
n
台风机的输出功率的变化值其中：为下一时段的单台风机变化功率值，
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种风能与汽轮机储能互补计算的火电机组负荷分配方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：步骤一
、
通过数据分布预测下个时段
n
台风机的输出功率的变化值其中：为下一时段的单台风机变化功率值，
P
k+1
为总的功率预测值；步骤二
、
计算火电机组汽轮机机前过热蒸汽的瞬时动态储能量；步骤三
、
由瞬时储能计算方程得到网内
m
台火电机组各个发电机组的瞬时单位储能状态量其中：
Q
k
为在
k
时刻的
M
台机组的总的储能量，
λ
i
是每台火电机组对应的状态选择函数；步骤四
、
构建预测判断模型：此模型设计原则是先判断风功率变化的正负以及机组当前所处的状态，然后设置优先权值向量，此向量以最少调整机组台数为参照，将当前所有动作机组
m'
的最大储能调整总量
Q'
k
与
P
k+1
进行比较，如果
|Q'
k
|
‑
|P
k+1
|≥0
，说明下一
k+1
时刻的调整可以不再增加新的扰动机组，反之，进入扰动机组测算状态，此状态需要核算剩余
m

【专利技术属性】
技术研发人员：万杰，石家魁，李梦辉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：