一种基于热网热惯性的电网日前优化调度方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种电网日前优化调度方法，尤其设及一种基于热网热惯性的电网日 前优化调度方法，属于电力系统调度技术领域。
【背景技术】
[0002] 风能是当前世界上最具大规模商业化开发潜力的可再生能源。大规模开发利用风 能发电，已成为世界各国解决能源问题和环境问题，改善能源结构，保证国民经济可持续发 展的有效措施。我国风能资源丰富，可开发的风能潜力巨大，陆上加海上的总的风能开发量 约有1000~1500GW，风电具有成为我国未来能源结构中重要组成部分的资源基础。中国政 府把大力发展新能源作为应对气候变化和推行节能减排的重要举措。为完成到2020年我 国非化石能源在一次能源消费中的比重达到15%，W及2020年GDP单位碳强度从2005年 基础上下降40%~45%的目标，未来我国将继续大力发展可再生能源。
[0003] 我国"Ξ北"地区风能资源丰富，但能源结构不合理，装机W火电为主，电网缺乏有 效的调峰电源，而火电机组中热电机组所占比例巨大，冬季受到供热的影响严重制约了此 类机组的调峰能力。由于热水网具有巨大的热惯性，短时的供需不匹配并不影响热用户的 舒适度。运使得通过对产热量调整来减小夜间弃风量成为可能。运样不仅利用热网热惯性 消纳了风电，发挥了热网容量大的优势，也改变了热电机组原有的调度方案，从而充分发挥 热电机组的调峰能力，提高电网消纳风电的能力。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种基于热网热惯性的 电网日前优化调度方法及装置，可在保证热用户室内溫度满足要求的前提下，提高风能资 源利用率，降低发电成本。
[0005] 本发明具体采用W下技术方案解决上述技术问题：
[0006] -种基于热网热惯性的电网日前优化调度方法，所述电网包括风电及热电联产机 组；所述日前优化调度方法包括：
[0007] 步骤1、在不考虑热网热惯性的情况下，W弃风量较小和/或发电成本较低作为优 化目标，对电网进行日前优化模拟调度；
[0008] 步骤2、从日前优化模拟调度的结果中找出弃风严重时段；
[0009] 步骤3、计算出各弃风严重时段内应减小的供热功率，W及弃风严重时段内供热功 率应减小的总量ΔQ;并W非弃风严重时段的弃风量和/或发电成本较低作为优化分配目 标，W弃风严重时段热用户的室内溫度不低于最低室溫标准为约束条件，将AQ优化分配 至各非弃风严重时段，得到各非弃风严重时段应增加的供热功率；根据计算出的各弃风严 重时段和各非弃风严重时段的供热功率调整量修正日前优化模拟调度所使用的日供热功 率曲线，得到修正后日热负荷曲线；其中，弃风严重时段t内应减小的供热功率AQt的初值 按照下式确定：
[0010] Δ Qt = k t (P吨t-P?p, t) +b t
[0011]式中，Pw,t、P?p,t分别是t时段的风电预测功率、风电实际功率；kt、bt是与热电联 产机组的热电特性和弃风量有关的参数；
[0012] 步骤4、根据修正后日热负荷曲线，W弃风量较小和/或发电成本较低作为优化目 标，对电网进行日前优化调度。
[0013]优选地，kt的值为热电联产机组热电系数倒数的平均值，bt为t时段弃风量的 50%~70%。
[0014] 优选地，热用户的室内溫度与供热功率调整量之间通过W下热网模型相关联：
[0015]
[0016] 其中，Tg,t、Tg'分别表示t时刻的供水溫度和供水设计溫度；T；,t、T。'分别表示t时 刻室内溫度和室内设计溫度；T；,t、TV分别表示t时刻室外溫度和室外设计溫度；IV表示 回水设计溫度；B表示散热器的散热指数；?表示t时刻的相对流量，即实际运行流量和设 计流量之比；Qic?d,t表示t时刻的预测热负荷；AQt表示t时刻的供热功率调整量；表 示水的比热容，Gt表示t时刻一次热管网内水的总流量。
[0017] 相比现有技术，本发明技术方案具有W下有益效果：
[0018] 本发明利用热网热惯性，在保证热用户室内溫度满足要求的前提下将热电厂的产 热量在各时间段间进行优化分配，一方面可更充分地消纳风电，提高风电资源利用率，另一 方面可有效降低不可再生资源的消耗W及发电成本。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明日前优化调度方法的流程示意图；
[0020] 图2为输入的日电负荷及风电预测曲线；
[0021] 图3为输入的日热负荷曲线；
[0022] 图4为日前优化模拟调度所得到的弃风量曲线；
[0023] 图5为修正后日热负荷曲线；
[0024] 图6为本发明调度方法与传统调度方法的风电消纳情况对比。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
[0026] 为了克服现有技术的不足，本发明的思路是首先利用传统的未考虑热网热惯性的 电网日前优化调度模型进行模拟调度，寻找弃风严重的时段；然后利用热网热惯性，在满足 热用户室内溫度满足要求的前提下合理调整模拟调度的产热量，在弃风严重的时段减小热 电联产机组的供热功率，并将所减小的供热功率优化调整至非弃风严重时段，从而增大弃 风严重时段热电联产机组的供电功率的可调范围，W便接纳更多的风电入网；最后根据调 整后的产热量，再次进行电网日前优化调度。
[0027] 为了便于公众理解，下面通过一个具体实施例来对本发明技术方案进行详细说 明。本实施例中的电网日前优化调度方法如图1所示，具体包括W下步骤：
[0028] 步骤一、输入基础参数W及电、热负荷数据。所述基础参数包括日风电预测数据， 该区域的机组类型及相关参数，热水网流量及水溫等数据。本实施例中所输入的日电负荷 及风电预测曲线如图2所示，输入的日热负荷曲线如图3所示。
[0029] 步骤二、在不考虑热网热惯性的情况下，W弃风量较小和/或发电成本较低作为 目标函数，对电网进行日前优化模拟调度。
[0030] 本步骤中可采用各种现有优化调度模型，例如W弃风量较小为优化目标的优化调 度模型，W发电成本较低为优化目标的优化调度模型，或者W弃风量较小和发电成本较低 作为优化目标的优化调度模型。运些现有优化调度模型均未考虑热网热惯性的影响。图4 显示了W弃风量较小和发电成本较低为目标优化得到的弃风结果，其中各时段风电预测功 率与风电实际功率之间的差值即为弃风量。
[0031] 步骤Ξ、从日前优化模拟调度的结果中找出弃风严重时段，具体如下
[0032] 设R为弃风严重时段的集合：
[003引R=It|Pwf,t-Piip,t>Pbound} (1)
[0034] 其中Pw,t是t时刻的风电预测功率，是t时刻的风电实际功率，Pbwnd为弃风 的最大允许量。
[0035] 步骤四、对热负荷曲线进行修正。
[0036] 在属于R集合的时刻由于弃风严重，热电联产机组应适当的减小供热功率。在 teR时刻所有机组供热功率变化量的总和即为AQt。AQt的初值可由下式确定：
[0037] AQt=kt(Pw,t-Pwp,t)+bt 似
[003引式中kt、bt与热电机组的热电特性和弃风量有关，kt一般取热电联产机组热电系 数倒数的平均值。bt-般为弃风量的50% -70%。
[0039] 则弃风严重时段内供热功率应减小的总量巧
D代表调度时间间 隔。为了保证一天内热电联产机组总供热量不变，优化分配弃风严重时段减小的总产热量AQ到非弃风严重的时段（假设共有τ个）。优化分配应W弃风严重时段热用户的室内溫 度不低于最低室溫标准（通常为16°C)为约束条件，W非弃风严重时段的弃风量和/或发 电成本较低作为优化分配目标，从而得到各非弃风严重时段应增加的供热功率。例如，可采 用W下优化目标函数进行优化分配：
[0040]