含配置蓄熱罐熱電廠的電力系統(tǒng)棄風功率計算方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種含配置蓄熱罐熱電廠的電力系統(tǒng)棄風功率計算方法，包括：設定電力系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)；根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)計算系統(tǒng)配置蓄熱罐前各時段的原始棄風功率及原始棄風電量；判斷蓄熱罐工作狀態(tài)與原始棄風情況，若有棄風且蓄熱罐熱量未全部釋放，則根據(jù)蓄熱罐放熱功率限制等計算蓄熱罐放熱過程的系統(tǒng)工作參數(shù)，若無棄風且蓄熱罐未蓄滿，則根據(jù)蓄熱罐蓄熱功率限制等計算蓄熱罐蓄熱過程的系統(tǒng)工作參數(shù)，所述系統(tǒng)工作參數(shù)包括：系統(tǒng)配置蓄熱罐后的棄風功率及蓄熱罐的蓄熱量；根據(jù)系統(tǒng)配置蓄熱罐后各時段的棄風功率計算其總棄風電量，并結合原始棄風電量計算棄風消納電量。本發(fā)明實現(xiàn)了熱電廠配置蓄熱罐后電力系統(tǒng)的棄風功率計算。
【專利說明】
含配置蓄熱罐熱電廠的電力系統(tǒng)棄風功率計算方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明實施例涉及電力系統(tǒng)規(guī)劃與運行領域，尤其涉及一種含配置蓄熱罐熱電廠 的電力系統(tǒng)棄風功率計算方法。
【背景技術】
[0002] 目前我國"三北"地區(qū)電網(wǎng)的棄風情況非常嚴重，主要原因在于供暖期熱電機組采 用"以熱定電"運行方式，導致機組調峰能力嚴重下降，從而造成電網(wǎng)調峰能力不足。已有研 究表明，在"三北"地區(qū)大型抽汽式熱電廠中配置蓄熱罐，可有效解耦熱電機組"以熱定電" 運行約束，提高發(fā)電機組調峰能力，從而減少棄風。
[0003] 現(xiàn)有技術中抽汽式熱電機組汽輪機電熱功率運行區(qū)間，如圖1所示，設某狀態(tài)下機 組電出力為Pe 1，熱出力為Ph，運行點應位于ABCDA所示范圍內，其模型如下：
[0004] Pel^Pelmin
[0005] PeKPelmax
[0006] Pel^Cm · Ph+K
[0007] PeKPelmax-Cv · Ph
[0008] Ph<Phmax
[0009] P = Pel+Cv · Ph
[0010] 其中，Pelmin、PeImax分別為機組純凝工況下最小出力、最大出力，Cm= Δ Pel/Δ Ph為背壓運行時的電功率和熱功率的彈性系數(shù)（即背壓曲線的斜率，可近似認為常數(shù)），Κ為 常數(shù)，Cv為進汽量不變時多抽取單位供熱熱量下發(fā)電功率的減小量。Phmax為抽汽機組最大 供熱功率，Phmin為機組發(fā)電功率最小時的汽輪機供熱功率，對應電出力為Pe Imin，P為熱電 機組抽汽功率。
[0011]設某時刻機組熱出力為Ph (E )，則其電出力可在PeI (E)~PeI (F)之間變化，其中 PeI (Ε)為該時段熱化出力，亦即"以熱定電"的最小電出力。該機組最大熱出力對應的電出 力為Pe Ihmax 〇
[0012] 如圖2所示，圖中"系統(tǒng)最大出力"指所有開機機組可調容量之和，通常為尖峰發(fā)電 負荷加上一定比例的旋轉備用。根據(jù)系統(tǒng)對可調容量的要求，結合我國《節(jié)能發(fā)電調度辦法 實施細則(試行）》相關規(guī)定以及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行需求，即可確定系統(tǒng)中各類機組的開 停機情況。在開停機確定之后，根據(jù)系統(tǒng)對各類機組調峰的規(guī)定，以及供熱機組的供熱水 平，即可確定系統(tǒng)的最小出力水平，即圖中"系統(tǒng)最小出力"。此時，若等效負荷（即發(fā)電負荷 減風電功率，如圖2所示)低于"系統(tǒng)最小出力"，則意味著發(fā)電大于負荷，為保證電力平衡， 就需要限制風電出力，從而造成棄風，如圖中陰影部分所示。
[0013] 然而目前并沒有關于熱電廠配置蓄熱罐后電力系統(tǒng)棄風功率的計算方法。

【發(fā)明內容】

[0014] 本發(fā)明實施例提供一種含配置蓄熱罐熱電廠的電力系統(tǒng)棄風功率計算方法，以克 服上述技術問題。
[0015] 本發(fā)明為一種含配置蓄熱罐熱電廠的電力系統(tǒng)棄風功率計算方法，包括：
[0016] 設定電力系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，所述系統(tǒng)參數(shù)包括：系統(tǒng)的發(fā)電負荷、風電功率、機組 參數(shù)、各機組各時段的開停機狀態(tài)以及各熱電機組所配置的蓄熱罐容量；
[0017] 根據(jù)所述系統(tǒng)參數(shù)計算所述電力系統(tǒng)配置蓄熱罐前各時段的原始棄風功率及總 的原始棄風電量；
[0018] 判斷所述蓄熱罐工作狀態(tài)與棄風情況，若有棄風且所述蓄熱罐熱量未全部釋放， 則根據(jù)所述蓄熱罐放熱功率限制、原始棄風功率限制、熱電機組爬坡率限制計算所述蓄熱 罐放熱過程的系統(tǒng)工作參數(shù)，若無棄風且所述蓄熱罐未蓄滿，則根據(jù)所述蓄熱罐蓄熱功率 限制、等效負荷功率限制、熱電機組爬坡率限制計算所述蓄熱罐蓄熱過程的系統(tǒng)工作參數(shù)， 所述系統(tǒng)工作參數(shù)包括:系統(tǒng)配置蓄熱罐后的棄風功率以及蓄熱罐的蓄熱量；
[0019] 根據(jù)所述系統(tǒng)配置蓄熱罐后各時段的棄風功率計算所述系統(tǒng)配置蓄熱罐后總的 棄風電量，并結合所述原始棄風電量計算棄風消納電量。
[0020] 進一步地，根據(jù)所述系統(tǒng)參數(shù)計算所述電力系統(tǒng)配置蓄熱罐前各時段的原始棄風 功率及總的原始棄風電量，包括：
[0021] 根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)，采用公式
[0022] Pels(j，t)=Cm(j) · Phs(j，t)+K(j) jeCHP (I)
[0023] 計算供熱機組的最小電出力，其中，所述Pels(j，t)為供熱機組的最小電出力，所 述Cm、K為熱電機組的機組參數(shù)，Cm= Δ Pel/ Δ Ph表示機組背壓曲線的斜率，可近似認為常 數(shù)，K為常數(shù);Phs (j，t)為供熱機組i在t時刻的供熱水平;CHP為供熱機組編號集合；
[0024]采用公式
[0025] Pels(k，t) =Pelmin(k) · U(k，t) keCON (2)
[0026]計算純凝機組的最小電出力，其中，所述PeI s (k，t)為純凝開機機組最小電出力， Pelmin為機組的最小電出力，由其最低穩(wěn)燃負荷及最小運行方式?jīng)Q定，U(k，t)為純凝機組k 在t時刻的開停機狀態(tài)，值為1表示開機，值為0表示停機;CON為純凝機組編號集合；
[0027]根據(jù)所述供熱機組的最小電出力和所述純凝開機機組的最小電出力確定每個時 段系統(tǒng)的最小電出力為
[0028]
(3)
[0029] 其中，所述N為所述電力系統(tǒng)中熱電機組和純凝機組的總臺數(shù)；
[0030] 根據(jù)所述系統(tǒng)的最小電出力確定該時段的原始棄風功率為：
[0031]
⑷
[0032]其中，所述FOeKi^-wincKt)為t時刻的電力系統(tǒng)的等效負荷。
[0033] 根據(jù)所述各時段原始棄風功率及公式
[0034]
(5)
[0035] 計算所述系統(tǒng)原始棄風電量Qwabs，式中T為時段總數(shù)。
[0036] 進一步地，根據(jù)所述蓄熱罐放熱功率限制、原始棄風功率限制、熱電機組爬坡率限 制計算所述蓄熱罐放熱過程的系統(tǒng)工作參數(shù)，包括：
[0037]根據(jù)供熱機組所配置蓄熱罐的最大可放熱功率與對應機組熱出力可下降空間的 第一比值和原始棄風功率與供熱機組電出力可下降空間之和的第二比值或者所述第一比 值和原始棄風功率與供熱機組降低的電出力之和的第三比值修正所述供熱機組的最小電 出力及對應熱出力；
[0038]根據(jù)供熱機組的抽汽功率與爬坡率限制修正所述供熱機組的熱出力及對應最小 電出力；
[0039]根據(jù)所述修正后的熱出力及對應的最小電出力計算蓄熱罐的蓄熱量與棄風功率。
[0040] 進一步地，所述根據(jù)供熱機組所配置蓄熱罐的最大可放熱功率與對應機組熱出力 可下降空間的第一比值和原始棄風功率與供熱機組電出力可下降空間之和的第二比值或 者所述第一比值和原始棄風功率與供熱機組降低的電出力之和的第三比值修正所述供熱 機組的最小電出力及對應熱出力，包括：
[0041] 采用公式
[0042]
(6)
[0043] 計算供熱機組所配置蓄熱罐的最大可放熱功率與所述供熱機組熱出力可下降空 間的第一比值a(i，t)，其中，HS(i，t_l)為熱電機組i配置的蓄熱罐在t-Ι時刻結束后剩余的 蓄熱量，Down (i)為熱電機組i所配置蓄熱罐的最大放熱功率，故而式中分子表示供熱機組i 所配置蓄熱罐在t時刻最多可放出的熱量;Phmin( i)為供熱機組i在背壓工況下對應其最小 電出力Pe Imin的熱出力，故而式中分母表示供熱機組i在t時刻最多可降低的熱出力；
[0044] 若所述第一比值大于1，根據(jù)公式
[0045]
:(7.)
[0046] 計算原始棄風功率與供熱機組電出力可下降的空間之和的第二比值i3(t);
[0047]判斷所述第二比值是否大于1，若是，則確定所述供熱機組的最小電出力為Pelmin (i)，對應熱出力為Phmin( i);若否，則根據(jù)公式
[0048] Pel(i，t)=Pels(i，t)-0(t)(Pels(i，t)_Pelmin( i))
[0049]
(8)
[0050] 修正所述供熱機組的最小電出力PeI (i，t)及對應熱出力Ph( i，t);[0051 ]若所述第一比值不大于1，則根據(jù)公式
[0055] 計算原始棄風功率與供熱機組降低的電出力之和的第三比值n(t);
[0052]
[0053]
[0054]
[0056] 若所述第三比值小于I，根據(jù)公式
[0057] Pel(i,t)=Pels(i,t)-ri(t)(Pels(i , t)-Pel( i , t))
Γ π CU)
[0058]
[0059] 修正所述供熱機組的最小電出力及對應熱出力，使供熱機組降低的電出力之和正 好等于原始棄風功率；
[0060] 若所述第三比值不小于1，則不修正所述供熱機組的最小電出力及對應熱出力。
[0061] 進一步地，根據(jù)供熱機組的抽汽功率與爬坡率限制修正所述供熱機組的熱出力及 對應最小電出力，包括：
[0062]根據(jù)公式
[0063] P(i，t)=Pel(i，t)+Cv(i) · Ph(i，t) (12)
[0064] up( i，t) =max(0，P( i，t)_P( i，t_l)) (13)
[0065] down( i，t) =max(0，P( i，t_l )_P( i，t)) (14)
[0066] 計算所述供熱機組的抽汽功率及所述供熱機組的上爬坡功率與下爬坡功率，其 中，Cv為熱電機組進汽量不變時多抽取單位供熱熱量下發(fā)電功率的減小量，P(i，t)為供熱 機組i在t時刻的抽汽功率;up(i，t)、down(i，t)分別為供熱機組i在t時刻的上爬坡功率及 下爬坡功率；
[0067] 若所述下爬坡功率大于所述供熱機組最大下爬坡功率，則根據(jù)公式
[0_
(15)
[0069] Pel(i，t)=Cm(i) · Ph(i，t)+K(i)
[0070 ]修正所述供熱機組的熱出力及對應最小電出力，其中downramp (i)為熱電機組i的 最大下爬坡功率；
[0071 ]若所述上爬坡功率大于所述供熱機組最大上爬坡功率，則根據(jù)公式
[0072]
(16)
[0073] Pel(i，t)=Cm(i) · Ph(i，t)+K(i)
[0074] 修正所述供熱機組的熱出力及對應最小電出力，其中upramp (i)為熱電機組i的最 大上爬坡功率。
[0075]進一步地，所述根據(jù)所述修正后的熱出力及對應的最小電出力計算蓄熱罐的蓄熱 量與棄風功率，包括：
[0076] 根據(jù)公式
[0077]
[0078]
[0079]
[0080]
[0081 ]計算熱電機組配置蓄熱罐后系統(tǒng)的棄風功率。
[0082]進一步地，根據(jù)所述蓄熱罐蓄熱功率限制、等效負荷功率限制、熱電機組爬坡率限 制計算所述蓄熱罐蓄熱過程的系統(tǒng)工作參數(shù)，包括：
[0083]根據(jù)蓄熱罐的最大可蓄熱功率與熱出力可上升空間的第四比值和供熱機組的熱 化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組電出力可上升空間之和的第五比值或者所述第四比值和 熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組的電出力上升值之和的第六比值修正所述供熱機組的 熱出力；
[0084]根據(jù)供熱機組的抽汽功率與爬坡率限制修正所述供熱機組的最小電出力及對應 熱出力；
[0085]根據(jù)所述修正后的熱出力及對應最小電出力計算蓄熱罐的蓄熱量與棄風功率。
[0086] 進一步地，根據(jù)蓄熱罐的最大可蓄熱功率與熱出力可上升空間的第四比值、供熱 機組的熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組電出力可上升空間之和的第五比值或所述第四 比值和熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組的電出力上升值之和的第六比值修正所述供熱 機組的熱出力，包括：
[0087]
[0088]
[0089] IT昇系猶1興熱機紐·爾入熱化出刀與邦凝丼機機紐·爾，」、出刀乙和仕t叮剡的值與t 時刻系統(tǒng)等效負荷二者的最小值，其中，UCHP(t)為t時刻Phs (i，t)>0的機組（即供熱機組） 的編號集合；UCON(t)為t時刻Phs(i，t)=0的開機機組（即純凝開機機組）的編號集合， Pelhmax(i)為熱電機組i對應最大熱出力Phmax的電出力；
[0090] 采用公式
[0091] (20)
[0092] 計算供熱機組所配置的蓄熱罐的最大可蓄熱功率與對應供熱機組熱出力可上升 的空間的第四比值，其中C(i)-HS(i，t_l)表示t時刻第i臺機組配置的蓄熱罐剩余的蓄熱空 間，Up(i)表示第i臺機組配置的蓄熱罐的最大蓄熱功率，所述y(i，t)表示t時刻第i臺機組 配置的蓄熱罐能提供的蓄熱功率與對應機組熱出力可上升的空間的比值，
[0093] 若所述第四比值大于1，則根據(jù)公式
[0094] (21)
[0095] 計算系統(tǒng)的熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組電出力可上升空間之和的第五比 值；
[0096] 若所述第五比值大于1，則確定所述供熱機組的最小電出力為Pe lhmax (i )，對應熱 出力為Phmax(i);
[0097] 若所述第五比值不大于1，則根據(jù)公式
[0098] Pel(i，t)=Pels(i，t)+〇(t) (Pelhmax( i)_Pels( i，t))
[0099] (:22)
[0100] 計算所述供熱機組的電出力及對應熱出力；
[0101]若所述第四比值不大于1，根據(jù)公式
[0102] Ph(i , t) =Phs(i , t)+min(C(i)-HS(i , t-1) ,Up(i))
[0103] Pel(i，t)=Cm(i) · Ph(i，t)+K(i) (23)
[0104] 計算所述供熱機組熱出力及對應最小電出力，并根據(jù)公式
[0105] (24)
[0106] 計算所述系統(tǒng)熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組的電出力上升值之和的第六比 值；
[0107] 若所述第六比值小于1，根據(jù)公式
[0108]
[0109]
[011 0] 修止所還供熱機組的最小電出力及對應熱出力；
[0111] 若所述第六比值不小于1，則不修正所述供熱機組的最小電出力及對應熱出力。
[0112] 進一步地，根據(jù)供熱機組的抽汽功率與爬坡率限制修正所述供熱機組的熱出力及 對應最小電出力，包括：
[0113]若所述供熱機組抽汽功率的上爬坡功率大于所述供熱機組最大上爬坡功率，則根 據(jù)公式
[0114]
[0115] re丄、I十
[0116] 修正所述供熱機組的熱出力及對應最小電出力；
[0117]若所述供熱機組抽汽功率的下爬坡功率大于所述供熱機組最大下爬坡功率，則根 據(jù)公尹
[0118:
[0119] Pel(i，t)=Cm(i) · Ph(i，t)+K(i) (27)
[0120] 修正所述供熱機組的熱出力及最小電出力。
[0121]進一步地，根據(jù)所述修正后的熱出力及對應的最小電出力計算蓄熱罐的蓄熱量與 棄風功率，包括：
[0122]根據(jù)公式
[0123]
〈28)
[0124] 計算各熱電機組所配置蓄熱罐在t時刻的蓄熱量；
[0125] 根據(jù)公式
[0126]
(29)
[0127] 計算熱電機組配置蓄熱罐后系統(tǒng)的棄風功率。
[0128] 本發(fā)明準確地計算了熱電廠配置蓄熱罐后電力系統(tǒng)的棄風消納電量，從而實現(xiàn)了 熱電廠配置蓄熱罐后風電消納的效果的評估。
【附圖說明】
[0129] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0130] 圖1為現(xiàn)有技術中抽汽式熱電機組汽輪機電熱功率運行區(qū)間示意圖；
[0131]圖2為現(xiàn)有技術中電力系統(tǒng)供暖期某典型日的電力平衡圖；
[0132] 圖3為本發(fā)明配置蓄熱罐后電力系統(tǒng)的棄風功率計算方法流程圖；
[0133] 圖4為本發(fā)明熱電廠配置蓄熱罐消納棄風原理圖；
[0134] 圖5為本發(fā)明配置蓄熱罐后電力系統(tǒng)的棄風功率計算方法整體流程圖；
[0135] 圖6為本發(fā)明系統(tǒng)供暖期棄風功率分布圖；
[0136] 圖7本發(fā)明實施例中1月某典型周電力平衡圖；
[0137] 圖8本發(fā)明實施例中1月某典型周棄風功率變化圖；
[0138] 圖9本發(fā)明實施例中1月某典型周某機組熱出力及熱負荷圖；
[0139] 圖10本發(fā)明實施例中1月某典型周某機組所配置蓄熱罐蓄熱量變化圖；
[0140] 圖11本發(fā)明實施例中供暖期棄風電量隨蓄熱罐容量變化圖；
[0141 ]圖12本發(fā)明實施例中供暖期棄風消納效果隨蓄熱罐容量變化圖；
[0142] 圖13本發(fā)明實施例中供暖期棄風消納邊際電量隨蓄熱罐容量變化圖。
【具體實施方式】
[0143] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0144] 圖3為本發(fā)明熱電廠配置蓄熱罐后電力系統(tǒng)的棄風功率計算方法流程圖，如圖3所 示，本實施例的方法，包括：
[0145] 步驟101、設定電力系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，所述系統(tǒng)參數(shù)包括:系統(tǒng)的發(fā)電負荷、風電功 率、機組參數(shù)、各機組各時段的開停機狀態(tài)以及各熱電機組所配置的蓄熱罐容量；
[0146] 具體來說，①將整個供暖期分為T個時段，取時刻te 1..τ。設定t時刻系統(tǒng)發(fā)電負 荷roel(t)、風電功率wind(t)，該設定值可通過預測或歷史數(shù)據(jù)獲得；
[0147] ②設系統(tǒng)中有N臺機組，每臺機組包括以下參數(shù)：機組裝機容量Pc、最小熱出力 Phmin及對應的最小電出力Pe Imin、最大熱出力Phmax及對應的電出力Pelhmax、上爬坡率限 制upramp、下爬坡率限制downramp以及機組電熱運行區(qū)間參數(shù)Cv、Cm、K (如圖1所示）。
[0148] 取第i臺機組在t時刻熱負荷為Phs(i，t)i e I. .N。對于供熱機組，將供暖期劃分為 供暖初期、供熱中期、供暖末期三個階段，在供暖期不同階段的熱負荷不同，但在同一階段 熱負荷可認為基本不變;而純凝機組可以看作熱負荷為0的供熱機組，故Phs (i，t) = 0，對應 熱出力的機組參數(shù)也均為0。
[0149] ③機組在供暖期的開停機狀態(tài)，由電網(wǎng)最小運行方式、發(fā)電負荷、供熱狀態(tài)、機組 調峰能力等因素確定(該內容為現(xiàn)有技術，此處不贅述），表示為U(i，t)，值為1表示開機，值 為〇表示停機。
[0150] 各開機機組電、熱出力滿足圖1所述運行區(qū)間（純凝機組運行區(qū)間為圖中" DA"段）， 停機機組電、熱出力均為〇。
[0151] ④考慮到當前我國電力系統(tǒng)采用均衡調度方式，故而假設各熱電廠配置蓄熱罐 后，各熱電廠根據(jù)熱電機組的能力公平分攤棄風功率的消納任務，所以每臺熱電機組在消 納棄風過程中的利用程度就可認為是相同的。所以，本專利假設每臺機組配置的蓄熱容量 與其最大消納能力（即供暖期各階段(Phs-Phmin)最大值)的比值（即蓄熱罐利用小時數(shù))是 相同的。此時，每臺機組所配置蓄熱罐容量均為其所能提供的風電最大消納能力對應的蓄 熱罐放熱功率乘以固定小時數(shù)τ。即：C(i)=max(Phs(i，t)-Phmin(i)) · τ， N
[0152] 則系統(tǒng)中配置的蓄熱罐總容量為Cs = 5]C(/) -=I 〇
[0153] 由上式可得，純凝機組配置的蓄熱罐容量為0。
[0154]同時，假設每個蓄熱罐的放熱、蓄熱功率限制均為其容量的某個相同的倍數(shù)，故而 在棄風消納過程當中，各個熱電機組及蓄熱罐的行為和效果可認為是相同的。
[0155] 步驟102、根據(jù)所述系統(tǒng)參數(shù)計算所述電力系統(tǒng)配置蓄熱罐前各時段的原始棄風 功率；
[0156] 具體來說，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)，對各時段開機的供熱機組，根據(jù)其供熱水平確定其"以 熱定電"最小出力，采用公式
[0157] Pels(j，t)=Cm(j) · Phs(j，t)+K(j) jeCHP (I)
[0158] 計算供熱機組的最小電出力，其中，所述Pels(j，t)為供熱機組的最小電出力，所 述Cm、K為熱電機組的機組參數(shù)，Cm= Δ Pel/ Δ Ph表示機組背壓曲線的斜率，可近似認為常 數(shù)，K為常數(shù);Phs(j，t)為供熱機組i在t時刻的供熱水平;CHP為熱電機組編號集合；
[0159] 采用公式
[0160] Pels(k，t) =Pelmin(k) · U(k，t) keCON (2)
[0161 ]計算純凝機組的最小電出力，其中，所述Pels(k，t)為純凝開機機組k在t時刻的最 小電出力，Pelmin為機組的最小電出力，由其最低穩(wěn)燃負荷及最小運行方式?jīng)Q定，U(k，t)為 純凝機組k在t時刻的開停機狀態(tài)，值為1表示開機，值為0表示停機;CON為純凝機組編號集 合；
[0162] 根據(jù)所述供熱機組的最小電出力和所述純凝開機機組的最小電出力確定每個時 段系統(tǒng)的最小電出力為
[0163] (3)
[0164] 其中，所述N為所述電力系統(tǒng)中熱電機組和純凝機組的總臺數(shù)；
[0165] 根據(jù)所述系統(tǒng)的最小電出力確定該時段的原始棄風功率為：
[0166]
(4)
[0167]其中，所述FOeKi^-wincKt)為t時刻的電力系統(tǒng)的等效負荷。如圖2所示。
[0168] 根據(jù)所述各時段原始棄風功率及公式
[0169]
(5)
[0170] 計算所述系統(tǒng)原始棄風電量Qwabs，式中T為時段總數(shù)。
[0171] 步驟103、判斷所述蓄熱罐工作狀態(tài)與棄風情況，若有棄風且所述蓄熱罐熱量未全 部釋放，則根據(jù)所述蓄熱罐放熱功率限制、原始棄風功率限制、熱電機組爬坡率限制計算所 述蓄熱罐放熱過程的系統(tǒng)工作參數(shù)，若無棄風且所述蓄熱罐未蓄滿，則根據(jù)所述蓄熱罐蓄 熱功率限制、等效負荷功率限制、熱電機組爬坡率限制計算所述蓄熱罐蓄熱過程的系統(tǒng)工 作參數(shù)，所述系統(tǒng)工作參數(shù)包括:系統(tǒng)配置蓄熱罐后的棄風功率以及蓄熱罐的蓄熱量；
[0172] 具體來說，本實施例循環(huán)計算供熱機組配置蓄熱罐后各時段的棄風功率
[0173] 熱電機組在配置蓄熱罐后，其最小出力點可以以0心（1，〇，？618(1，〇)為基準， 通過調整蓄熱罐充放熱功率進行調整。
[0174]采用如下步驟計算配置蓄熱后的棄風功率：
[0175] ①設批(1，0)=以1)1^1..1表示所有機組配置的蓄熱罐在初始時刻前均已蓄滿 熱量；
[0176] ②取 t = l;
[0177] ③判斷t時刻所有機組運行狀態(tài)，若滿足HS(i，t-l)>0PWabs(t)>0(其中HS(i，t_l) 為第i臺機組配置的蓄熱罐在t-1時刻結束后的蓄熱量），此時對應蓄熱罐應放熱以消納風 電，供熱機組最小出力點應以(？心（13)，？ 618(1，〇)為基準沿圖1中隊段下移，轉蓄熱罐放 熱計算過程A;若滿足批（13-1)〈(：(1)?? &1^(〇=0，此時對應蓄熱罐應盡量多蓄熱以備棄 風來臨，供熱機組最小出力點應以(?心(1，〇，？ 618(13))為基準沿圖1中隊段上移，轉蓄熱 罐蓄熱計算過程B;其他情況，蓄熱罐不蓄熱也不放熱，轉計算過程C;
[0178] ④若此時t = T，表示所有時刻機組最小電出力、熱出力、蓄熱罐蓄熱量及系統(tǒng)棄風 功率等都已計算完畢，轉步驟⑤;否則令t = t+l，轉下一時刻計算，返回步驟③判斷t時刻條 件；
[0179] ⑤計算結束，將機組Pel(i，t)、Ph(i，t)、HS(i，t)、Pwab(t)等數(shù)據(jù)匯總并輸出。
[0180] 計算系統(tǒng)配置蓄熱罐后的棄風功率包括蓄熱罐放熱過程和蓄熱過程：
[0181] A、蓄熱罐放熱計算過程：
[0182 ]放熱過程需考慮熱電機組運行區(qū)間約束、棄風功率限制、蓄熱罐放熱功率限制、熱 電機組爬坡率限制，計算t時刻各熱電機組熱出力Ph(i，t )、"以熱定電"的最小電出力Pe 1 (i，t)及t時刻結束后蓄熱罐蓄熱量，具體模型如下：
[0183] 根據(jù)供熱機組所配置蓄熱罐的最大可放熱功率與對應機組熱出力可下降空間的 第一比值和原始棄風功率與供熱機組電出力可下降空間之和的第二比值或者所述第一比 值和原始棄風功率與供熱機組降低的電出力之和的第三比值修正所述供熱機組的最小電 出力及對應熱出力；
[0184] 根據(jù)供熱機組的抽汽功率與爬坡率限制修正所述供熱機組的熱出力及對應最小 電出力；
[0185]根據(jù)所述修正后的熱出力及對應的最小電出力計算蓄熱罐的蓄熱量與棄風功率。
[0186] Al、采用公式
[0187] (6)
[0188] 計算供熱機組放熱功率與所述供熱機組熱出力可下降空間的第一比值a(i，t)，其 中，HS(i，t-l)為熱電機組i配置的蓄熱罐在t-1時刻結束后剩余的熱量，Down(i)為熱電機 組i所配置蓄熱罐的最大放熱功率，為蓄熱罐容量乘某個常數(shù)，故而式中分子表示供熱機組 i所配置蓄熱罐在t時刻最多可放出的熱量;Phmin(i)為供熱機組i在背壓工況下對應其最 小電出力Pe Imin的熱出力，故而式中分母表示供熱機組i在t時刻最多可降低的熱出力;式 中分子表示該機組所配置蓄熱罐在t時刻所能提供的放熱功率，分母表示該機組熱出力可 下降的空間，因此參數(shù)α用以表示熱電機組所配置的蓄熱罐在t時刻能補充的"熱出力"與該 機組可下降的熱出力的大小關系。
[0189] 若a(i，t)>l，表示第i臺機組配置的蓄熱罐在t時刻能提供的放熱功率大于對應機 組熱出力可下降的空間，此時機組的熱出力應考慮機組運行區(qū)間及棄風功率限制，轉步驟 A2；
[0190] 否則，表示第i臺機組配置的蓄熱罐能提供的放熱功率小于等于機組熱出力可下 降的空間，應由機組配置的蓄熱罐可放熱功率決定各機組熱出力，即供熱機組熱出力下降 空間等于對應蓄熱罐能提供的放熱功率，此時轉步驟A3,考慮蓄熱罐放熱功率限制；
[0191] A2、根據(jù)公式
[0192] (7)
[0193] 計算原始棄風功率與供熱機組電出力可下降的空間之和的第二比值i3(t);
[0194] 式中分子為機組未配置蓄熱罐時的原始棄風功率，分母表示所有開機熱電機組電 出力可下降的空間之和（純凝開機機組電出力可下降空間為0)，因此參數(shù)β表示t時刻原始 棄風功率與所有開機熱電機組電出力可下降的空間之和的大小關系。
[0195] 若i3(t)>l，表示系統(tǒng)中原始棄風功率大于所有開機熱電機組電出力可下降的空間 之和，故所有供熱機組的最小出力點應設置在點（Phmin(i)，Pelmin(i))，SPPel(i，t) = Pelmin(i)Ph(i，t)=Phmin(i);
[0196] 否則，表示系統(tǒng)中原始棄風功率小于等于所有供熱機組電出力可下降的空間之 和，供熱機組電出力的下降空間應由此時的原始棄風功率決定，慮到當前我國電力系統(tǒng)采 用均衡調度方式，故所有供熱機組電出力均應按β比例下降，從而保證機組均衡調度的同時
[0198] 消納全部棄風，即[0197] Pel(i，t)=Pels(i，t)_P(t)(Pels(i，t)_Pelmin( i))
(8)
[0199] 轉步驟A4,考慮熱電機組爬坡率限制；
[0200] 修正所述供熱機組的最小電出力PeI (i，t)及對應熱出力Ph( i，t);
[0201] A3、由Al所述a(i，t)彡I，t時刻第i臺機組熱出力為：
[0202] Ph(i , t) =Phs(i , t)-min(HS(i , t~l) ,Down(i)) · U(i , t)
[0203] Pel(i，t)=Cm(i) · Ph(i，t)+K(i) (9)
[0204] 計算所述供熱機組熱出力及對應最小電出力，并根據(jù)公式
[0205]
(1〇)
[0206] 計算原始棄風功率與供熱機組降低的電出力之和的第三比值n(t);用以驗證供熱 機組降低的電出力之和是否超過原始棄風功率。式中分母表示t時刻所有供熱機組降低的 電出力之和。
[0207] 若n(t)〈l，表示t時刻所有供熱機組降低的電出力之和超過原始棄風功率，對應降 低的熱出力也就超過了為消納棄風應降低的熱出力的需求，此時蓄熱罐也就需要放出更多 熱量。為充分利用蓄熱罐蓄熱量，需要對此時刻供熱機組電、熱出力根據(jù)原始棄風功率進行 修正，公式如下：
[0208]
[0209]
[0210]修正所述供熱機組的最小電出力及對應熱出力，使供熱機組降低的電出力之和正 好等于原始棄風功率；
[0211] 否則，表示供熱機組降低的電出力之和未超過原始棄風功率，此時供熱機組電、熱 出力不需修正。
[0212] 轉步驟A4,考慮熱電機組爬坡率限制；
[0213] A4、若t = l，不需考慮熱電機組爬坡率限制，轉步驟A5;
[0214] 否則，對t-Ι時刻開機的熱電機組(即供熱機組），根據(jù)圖1所示及公式
[0215] P(i，t)=Pel(i，t)+Cv(i) · Ph(i，t) (12)
[0216] up( i，t) =max(0，P( i，t)_P( i，t_l)) (13)
[0217] down( i，t) =max(0，P( i，t_l )_P( i，t)) (14)
[0218] 計算供熱機組的抽汽功率及所述供熱機組的上爬坡功率與下爬坡功率，其中，為 熱電機組進汽量不變時多抽取單位供熱熱量下發(fā)電功率的減小量，為供熱機組i在t時刻的 抽汽功率;分別為供熱機組i在t時刻的上爬坡功率及下爬坡功率；
[0219] 若下爬坡功率大于所述供熱機組最大下爬坡功率，則應按比例調整機組t時刻的 電、熱出力，即
[0220]
[0221] Pel(i，t) =Cm(i) · Ph(i，t)+K(i) (15)
[0222] 其中，PeI (i，t-1)、Ph(i，t-1)分別為t-1時刻機組的電、熱出力。
[0223] 若上爬坡功率大于所述供熱機組最大上爬坡功率，則應按比例調整機組t時刻的 電、熱出力，即
[0224]
[0225] Pel(i ,t) =Cm(i) · Ph(i,t)+K(i) (16)
[0226] 若該機組t-1時刻不開機，則t時刻機組的最小出力點運行于(Phs(i，t)，PeIs (i， t))〇
[0227] 轉步驟A5,計算t時刻結束后所有蓄熱罐的蓄熱量；
[0228] A5、t時刻結束后蓄熱量為
[0229] (17)
[0230] 清空參數(shù)a(i，t)、β( t)、n( t)，轉步驟A6，計算熱電機組配置蓄熱罐后t時刻系統(tǒng)的 棄風功率；
[0231 ] A6、熱電機組配置蓄熱罐后系統(tǒng)t時刻棄風為
[0232]
( 18 J
[0233] 轉上述步驟④；
[0234] B、蓄熱罐蓄熱計算過程：
[0235] 根據(jù)蓄熱罐的最大可蓄熱功率與熱出力可上升空間的第四比值和供熱機組的熱 化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組電出力可上升空間之和的第五比值或者所述第四比值和 熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組的電出力上升值之和的第六比值修正所述供熱機組的 熱出力；
[0236] 根據(jù)供熱機組的抽汽功率與爬坡率限制修正所述供熱機組的最小電出力及對應 熱出力；
[0237] 根據(jù)所述修正后的熱出力及對應最小電出力計算蓄熱罐的蓄熱量與棄風功率。
[0238] 具體來說，蓄熱過程需考慮熱電機組運行區(qū)間約束、等效負荷功率限制、蓄熱罐蓄 熱功率限制、熱電機組爬坡率限制，計算t時刻各熱電機組熱出力Ph(i，t )、"以熱定電"的最 小電出力Pel(i，t)，并計算t時刻結束后蓄熱罐蓄熱量，具體模型如下：
[0239] B1、計算參數(shù)S(t)，表示圖3中"最大熱化出力+純凝最小出力"曲線在t時刻的值及 系統(tǒng)等效負荷在t時刻的值二者的最小值，BP
[0240]
[0241] 計算系統(tǒng)供熱機組最大熱化出力與純凝開機機組最小出力之和在t時刻的值和t 時刻系統(tǒng)等效負荷二者的最小值，其中，UCHP(t)為t時刻Phs (i，t)>0的機組（即供熱機組） 的編號集合；UCON(t)為t時刻Phs(i，t)=0的開機機組（即純凝開機機組）的編號集合，
[0243] 、 Pelhmax(i)為熱電機組i對應最大熱出力Phmax的電出力；[0242] 采用公式
(20)
[0244] 計算供熱機組所配置蓄熱罐的最大可蓄熱功率與對應供熱機組熱出力可上升的 空間的第四比值，其中C(i)-HS(i，t_l)表示t時刻第i臺機組配置的蓄熱罐剩余的蓄熱空 間，Up(i)表示第i臺機組配置的蓄熱罐的最大蓄熱功率，為蓄熱罐容量乘某個常數(shù)。所述γ (i，t)表示t時刻第i臺機組配置的蓄熱罐能提供的蓄熱功率與對應機組熱出力可上升的空 間的比值，式中分子表示該機組所配置蓄熱罐在t時刻所能提供的蓄熱功率，分母表示該機 組熱出力可上升的空間，因此參數(shù)γ用以表示熱電機組所配置的蓄熱罐在t時刻能提供的 蓄熱功率與該機組可上升的熱出力的大小關系。
[0245] 若y(i，t)>l，表示t時刻第i臺機組配置的蓄熱罐能提供的蓄熱功率大于對應機 組熱出力可上升的空間，此時轉步驟B2,考慮機組運行區(qū)間及等效負荷功率限制；
[0246] 否則，表示t時刻第i臺機組配置的蓄熱罐能提供的蓄熱功率小于等于機組熱出力 可上升的空間，應由機組配置的蓄熱罐的可蓄熱功率決定各機組熱出力上升空間，此時轉 步驟B3,考慮蓄熱罐蓄熱功率限制；
[02471 士曰報/人：^
[0248 (21)
[0249] 計算系統(tǒng)的熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組電出力可上升空間之和的第五比 值，式中分子表示系統(tǒng)中總的供熱機組的熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍，分母表示所有供熱機組 電出力可上升的空間之和，因此參數(shù)〇表示系統(tǒng)中總的供熱機組的熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍 與所有供熱機組電出力可上升的空間之和的大小關系。
[0250] 否則，表示系統(tǒng)中總的供熱機組的熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍小于等于所有供熱機組 電出力可上升的空間之和，供熱機組電出力的上升空間應由此時系統(tǒng)總的熱化發(fā)電功率調 節(jié)范圍決定，考慮到當前我國電力系統(tǒng)采用均衡調度方式，故所有供熱機組電出力應按σ比 例上升，從而保證機組均衡調度的同時盡可能多為蓄熱罐存儲熱量，即
[0251]
[0252]
[0253] 轉步驟M，考慮熱電機組爬坡率限制；
[0254] Β3、由Bl所述γ (i，t)<l，第i臺機組機組配置的蓄熱罐的可蓄熱功率為各機組熱 出力上升空間，即
[0255] Ph(i，t)=Phs(i，t)+min(C(i)-HS(i，t-l)，Up(i))
[0256] Pel(i，t)=Cm(i) · Ph(i，t)+K(i) (23)
[0257] 計算所述供熱機組熱出力及對應最小電出力，并根據(jù)公式
[0258]
(24)
[0259] 計算所述系統(tǒng)熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組的電出力上升值之和的第六比 值;式中分子表示t時刻系統(tǒng)總的熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍，分母表示t時刻供熱機組的電出 力上升值之和，因此參數(shù)Θ表示t時刻系統(tǒng)總的熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與其供熱機組的電出 力上升值之和的大小關系。
[0260] 若Θ (t)〈1，表示t時刻供熱機組的電出力上升值之和超過t時刻系統(tǒng)總的熱化發(fā)電 功率調節(jié)范圍，為避免產生棄風，供熱機組電、熱出力應按如下公式修正：
[0261 ] Pel(i,t)=Pel(i,t)-9(t)(Pel(i , t)-Pels( i , t))
[0262] (25)
[0263] 否則，表示t時刻供熱機組的電出力上升值之和未超過此時刻系統(tǒng)總的熱化發(fā)電 功率調節(jié)范圍，因此供熱機組電、熱出力不需修正。
[0264] 轉步驟M，考慮熱電機組爬坡率限制；
[0265] B4、若t = 1，不需考慮熱電機組爬坡率限制，轉步驟B5;
[0266] 否則，對t-Ι時刻開機的熱電機組，計算P( i，t)_P( i，t-Ι)的值。
[0267] 若供熱機組抽汽功率的上爬坡功率大于所述供熱機組最大上爬坡功率，則應按比 例調整機組t時刻的電、熱出力，艮口
[0268]
[0269] Pel(i ,t) =Cm(i) · Ph(i,t)+K(i) (26)
[0270] 若供熱機組抽汽功率的下爬坡功率大于所述供熱機組最大下爬坡功率，則應按比
例調整|π ?日tR計玄Ill^t由_執(zhí)m B口
[0271]
[0272] )
[0273] 若該機組t-Ι時刻不開機，則t時刻機組最小出力點應設置于(Phs(i，t)，PeIs (i， t))〇
[0274] 轉步驟B5,計算t時刻結束后所有蓄熱罐的蓄熱量；
[0275] B5、t時刻結束后蓄熱量為
[0276]
[0277]
[0278]
[0279]
[0280] 因蓄熱過程已考慮避免因蓄熱造成棄風的情況，故棄風功率為0;
[0281] 轉上述步驟④；
[0282] C、其他情況，即（蓄熱罐放盡熱量且有棄風時或者蓄熱罐蓄滿熱量且無棄風時)HS (i，t_l) = 0Pwabs(t)>0或HS(i，t_l) = C(i)Pwabs(t) = 0,蓄熱罐既不蓄熱也不放熱，保持 熱電機組不配置蓄熱罐時運行狀態(tài)，即
[0283] Ph( i , t) =Phs( i , t)
[0284] Pel(i ,t) =Pels(i ,t) (30)
[0285] 此時，配置蓄熱罐后的系統(tǒng)棄風功率與未配置蓄熱罐的情況相同，各蓄熱罐蓄熱 量與t-i時刻相比不發(fā)生變化;轉上述步驟④；
[0286] 步驟104、根據(jù)所述系統(tǒng)配置蓄熱罐后各時段的棄風功率計算所述系統(tǒng)配置蓄熱 罐后總的棄風電量，并結合所述原始棄風電量計算棄風消納電量，包括：
[0287] 根據(jù)所述系統(tǒng)配置所述容量的蓄熱罐后各時段棄風功率及公式
[0288
(31)
[0289] 計算配置所述容量的蓄熱罐后所述系統(tǒng)棄風電量Qwab
[0290] 根據(jù)所述原始棄風電量Qwabs及所述系統(tǒng)棄風電量Qwab及公式
[0291] Q = Qwabs-Qwab (32)
[0292]
[0293] 計算所述系統(tǒng)配置所述容量蓄熱罐的棄風消納電量。
[0294] 本發(fā)明中熱電廠配置蓄熱罐消納棄風原理，如圖4所示，當熱電廠配置蓄熱罐之 后，在棄風時段，通過蓄熱罐放熱，即可減少汽輪機供熱需求，從而降低汽輪機"以熱定電" 的最小出力，減小系統(tǒng)最小出力水平，如圖4中" HLKJI"段所示，可以看出，最小出力的降低 為風電上網(wǎng)讓出了空間，消納棄風電量如圖4中右斜線陰影部分所示。其中，蓄熱罐放熱消 納棄風過程:對于每臺開機的熱電機組，當蓄熱罐放熱時，其汽輪機供熱功率相應減少(減 少量等于蓄熱罐的放熱功率），從而可降低其"以熱定電"最小出力，為風電上網(wǎng)讓出空間。 一般而言，為風電讓出的上網(wǎng)空間取決于蓄熱罐補充的放熱功率。蓄熱罐放熱功率越大，汽 輪機所承擔的熱負荷越小，"以熱定電"的最小出力就越低，為風電讓出的上網(wǎng)空間也就越 大。然而，根據(jù)圖1所示的汽輪機電熱運行特性可以看出，當汽輪機所承擔的熱負荷低于 Phmin時，繼續(xù)通過增大蓄熱罐放熱功率降低汽輪機熱負荷不再能降低汽輪機最小電出力。 此時，汽輪機的最小電出力達到最低，系統(tǒng)的最小電出力也就達到最低，如圖4中"LK"段所 示，為風電讓出的上網(wǎng)空間也就達到最大。此為熱電機組運行區(qū)間約束。
[0295] 當系統(tǒng)需要熱電機組消納的棄風功率低于其所能夠增加的最大消納空間時，可通 過控制每臺機組蓄熱罐放熱功率的方式，使得所有供熱機組所提供的總消納空間正好等于 棄風功率，如圖4中" HL"段所示，以盡可能減少對蓄熱的使用。此為棄風功率約束。
[0296] 由于蓄熱罐的蓄熱量總是有限的，當系統(tǒng)棄風時間較長時，很可能當蓄熱罐的蓄 熱量完全釋放時依然存在棄風，此時為滿足供熱負荷，汽輪機的供熱水平需要重新提高到 供熱負荷水平，以熱定電的最小出力也重新恢復到蓄熱罐放熱前的水平，如圖4中" KJI"段 所示。此為蓄熱罐放熱功率約束。
[0297] 除了受上述因素影響外，在汽輪機最小出力因蓄熱罐配合所進行的調整過程當 中，還會受到汽輪機輸出功率調整速度（即熱電機組爬坡率)限制、蓄熱罐放熱功率限制(也 可作蓄熱罐放熱功率約束的一部分考慮)等因素的影響。其中，蓄熱罐蓄熱過程:蓄熱罐要 能在棄風時段放熱消納棄風，就需要在棄風來臨之前提前進行蓄熱。由于本文方法僅僅是 評估熱電廠配置蓄熱罐后的棄風情況，故而假設蓄熱罐采用如下運行策略：蓄熱罐熱量未 蓄滿且此時刻無棄風時，則盡量提高熱電機組供熱功率(如圖1，對應"以熱定電"最小電出 力也相應提高)對蓄熱罐蓄熱，以盡快將蓄熱罐蓄滿，應對可能面臨的棄風情況;而在蓄熱 罐熱量未放盡且此時刻存在棄風時，則根據(jù)棄風和蓄熱罐放熱能力，降低汽輪機發(fā)電功率， 不足供熱部分則由蓄熱罐放熱滿足。
[0298] 根據(jù)上述策略，在非棄風時段，熱電機組的汽輪機應該對蓄熱罐進行最大功率蓄 熱，這意味著此時汽輪機的供熱功率應該設定為Phmax，此時對應的最小電出力應該為圖1 中B點對應的發(fā)電功率，即Pe Ihmax。綜合系統(tǒng)中所有熱電機組，此時系統(tǒng)的最小出力如圖4 中" CD"段所示。此為熱電機組運行區(qū)間約束。
[0299] 由于運行時，不可能因為蓄熱而造成棄風，因此，當圖4中等效負荷曲線低于" CD" 段線時，此時應該減小蓄熱功率，以避免最小出力過大造成棄風，如圖4中" BC"和" DE"段所 示。此為等效負荷功率約束。
[0300] 除汽輪機運行區(qū)間和等效負荷曲線會影響到蓄熱過程外，汽輪機的爬坡率限制、 蓄熱罐的蓄熱功率限制也會影響到蓄熱過程。
[0301] 舉例說明，本例以東北某省電網(wǎng)實際裝機及某年供暖期實際運行數(shù)據(jù)為依托對供 暖期內的棄風情況進行逐小時仿真分析。其中1-2月、12月為供暖中期，3月為供暖末期、11 月為供暖初期，共3648小時，即T = 3648。上述計算方法整體流程圖，如圖5所示。其中供暖期 各時段電負荷采用實際系統(tǒng)中各火電機組出力與風電出力之和，風電功率由歷史數(shù)據(jù)及實 際風電出力擬合而成，各機組參數(shù)采用實際機組數(shù)據(jù)，各時段機組組合采用實際運行數(shù)據(jù)， 供暖期各階段各熱電機組供熱負荷由火電廠最小運行方式及熱電機組電熱特性確定。其 中，對于夂執(zhí)由*Π鉑SP罟的董執(zhí)罐茲畺_取因佘/1、時辦 τ = 6，則系統(tǒng)中蓄熱罐總容量為
[0302] (33)
[0303]參考已有試點工程，蓄熱罐蓄熱、放熱功率限制常數(shù)分別取0.13、0.15。表1為電網(wǎng) 電源裝機結構。
[0307]用上述方法進行仿真計算，無蓄熱系統(tǒng)供暖期棄風電量達4.6xl05MWh,占風力 10 %;配置總容量為25002Mffh的蓄熱罐后，供暖期內棄風電量減小至2. IxlO5Mffh,消納棄風
[0304]
[0305]
[0306] 電量2.5xl05Mffh，占原始棄風電量的54.2%。
[0308] 供暖期棄風功率分布如圖6所示，由圖可看出，系統(tǒng)未配置蓄熱罐時棄風功率多分 布在1月、2月、12月，而3月棄風功率幾乎為0;系統(tǒng)配置蓄熱罐后，各時段棄風功率都小于等 于原始棄風功率，棄風消納電M以1月、2月、11月、12月為$父大。
[0309] 取1月某典型周為例進行分析，其中1月某典型周電力平衡圖如圖7所示，1月某典 型周棄風功率變化圖如圖8所示，1月某典型周某供熱機組熱出力及熱負荷如圖9所示，1月 某典型周某供熱機組所配置蓄熱罐蓄熱量變化圖如圖10所示。值得注意的是，圖9中熱電機 組為300MW機組，在1月的供熱負荷為276MW，配置容量為122x6 = 732Mffh的蓄熱罐，如圖10所 不。
[0310] 對應圖7、圖8、圖9、圖10中各時刻系統(tǒng)電力平衡、棄風功率變化、供熱機組熱出力 及其配置的蓄熱罐熱量變化，可按蓄熱罐運行方式分為如下四種情況：
[0311] ①當蓄熱罐蓄熱量小于蓄熱罐容量且無原始棄風功率（如圖8、圖10中32h-46h) 時：
[0312] 蓄熱罐蓄熱（對應圖10中32h-46h)，熱電機組的熱出力相應提高(對應圖9中32h-46h，熱出力提高量與蓄熱罐蓄熱功率相等）；這就導致熱電廠配置蓄熱罐后系統(tǒng)"以熱定 電"最小出力大于熱電廠未配置蓄熱罐系統(tǒng)最小出力，但熱電廠配置蓄熱罐后系統(tǒng)最小出 力小于最大熱化出力與純凝最小出力之和與等效負荷二者的最小值(對應圖7中32h-46h)， 從而保證不產生棄風功率。
[0313] ②當蓄熱罐蓄熱量大于0且有原始棄風功率(如圖8、圖10中l(wèi)h_7h)時：
[0314] 為給風電讓出上網(wǎng)空間，此時蓄熱罐放熱(對應圖10中l(wèi)h_7h)，熱電機組的熱出力 相應降低(對應圖9中l(wèi)h-7h，熱出力降低量與蓄熱罐放熱功率相等）；這就導致熱電廠配置 蓄熱罐后系統(tǒng)最小出力小于熱電廠未配置蓄熱罐系統(tǒng)最小出力，從而使棄風功率較未配置 蓄熱罐系統(tǒng)降低，但熱電廠配置蓄熱罐后系統(tǒng)最小出力大于純凝工況下最小出力之和與等 效負荷二者最大值(對應圖7中l(wèi)h-7h)。
[0315] ③當蓄熱罐蓄熱量為0且有原始棄風功率(如圖8、圖10中19h_31h)時：
[0316] 蓄熱罐無法放熱以消納風電，更不能蓄熱使棄風功率增大，因此蓄熱罐既不蓄熱 也不能放熱(對應圖10中19h_31h)，供熱機組的最小出力點也就同熱電機組未配置蓄熱罐 時一致;故而系統(tǒng)最小電出力(對應圖7中19h-31h)和棄風功率(對應圖8中19h-31h)與熱電 機組未配置蓄熱罐時相同。
[0317] ④當蓄熱罐蓄滿熱量但無原始棄風功率(如圖8、圖10中69h_118h)時：
[0318] 蓄熱罐不需放熱消納風電，也無法蓄熱以增加蓄熱量，因此蓄熱罐不能蓄熱也不 放熱(對應圖8中69h_l 18h )，供熱機組的最小出力點也就同熱電機組未配置蓄熱罐時一致； 故而系統(tǒng)最小電出力（對應圖7中69h-118h)和棄風功率(對應圖6中69h-118h)與熱電機組 未配置蓄熱罐時相同，均為0。
[0319] 蓄熱罐容量靈敏度分析：圖11為供暖期棄風電量隨系統(tǒng)中所配置蓄熱罐總容量變 化圖，圖12為供暖期棄風消納效果隨蓄熱罐容量變化圖，圖13為供暖期棄風消納邊際電量 隨系統(tǒng)中所配置蓄熱罐總容量變化圖，三圖中固定小時數(shù)變化范圍為τ = 1..87,即蓄熱罐 總容量為〇. .362529Mffh。
[0320] 由圖11可以看出，隨蓄熱罐總容量變大，供暖期棄風電量逐漸減小，直至最小值 4.21104麗11，占原始棄風的9.2%。
[0321]由圖12可以看出，隨蓄熱罐總容量變大，供暖期棄風消納效果（即棄風消納電量占 原始棄風電量的比例)逐漸提高，最終保持在最大值90.8%，且提高速度隨蓄熱罐容量變大 而由快變慢，最終為0。
[0322]如圖13所示，即對τ每增加一個單位，棄風消納電量的增大量，也可理解為棄風電 量減小的速度?？梢钥闯觯S蓄熱罐總容量變大，棄風電量減小的速度逐漸降低，直至最后 為Oo
[0323] 本發(fā)明準確地計算了熱電廠配置蓄熱罐后電力系統(tǒng)的棄風消納電量，從而實現(xiàn)了 熱電廠配置蓄熱罐后風電消納的效果的評估。
[0324] 最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制;盡 管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依 然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進 行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術 方案的范圍。
【主權項】
1. 一種含配置蓄熱罐熱電廠的電力系統(tǒng)棄風功率計算方法，其特征在于，包括： 設定電力系統(tǒng)的系統(tǒng)參數(shù)，所述系統(tǒng)參數(shù)包括:系統(tǒng)的發(fā)電負荷、風電功率、機組參數(shù)、 各機組各時段開停機狀態(tài)W及各熱電機組所配置的蓄熱罐容量； 根據(jù)所述系統(tǒng)參數(shù)計算所述電力系統(tǒng)配置蓄熱罐前各時段的原始棄風功率及總的原 始棄風電量； 判斷所述蓄熱罐工作狀態(tài)與棄風情況，若有棄風且所述蓄熱罐熱量未全部釋放，則根 據(jù)所述蓄熱罐放熱功率限制、原始棄風功率限制、熱電機組爬坡率限制計算所述蓄熱罐放 熱過程的系統(tǒng)工作參數(shù)，若無棄風且所述蓄熱罐未蓄滿，則根據(jù)所述蓄熱罐蓄熱功率限制、 等效負荷功率限制、熱電機組爬坡率限制計算所述蓄熱罐蓄熱過程的系統(tǒng)工作參數(shù)，所述 系統(tǒng)工作參數(shù)包括:系統(tǒng)配置蓄熱罐后的棄風功率W及蓄熱罐的蓄熱量； 根據(jù)所述系統(tǒng)配置蓄熱罐后各時段的棄風功率計算所述系統(tǒng)配置蓄熱罐后總的棄風 電量，并結合所述原始棄風電量計算棄風消納電量。2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述系統(tǒng)參數(shù)計算所述電力系統(tǒng)配置 蓄熱罐前各時段的原始棄風功率及總的原始棄風電量，包括： 根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)，采用公式 Pels(j，t)=Cm(j) ·陸s(j，t)+K(j) jeCHP (1) 計算供熱機組的最小電出力，其中，所述化ls(j，t)為供熱機組的最小電出力，所述Cm、 K為熱電機組的機組參數(shù)，Cm=A化1/Δ化表示機組背壓曲線的斜率，可近似認為常數(shù)，K為 常數(shù);Phs(j，t)為供熱機組j在t時刻的供熱水平;CHP為供熱機組編號集合； 采用公式 Pels(k，t)=I^lmin化）· U(k，t) keCON (2) 計算純凝機組的最小電出力，其中，所述Pels(k，t)為純凝開機機組最小電出力， 化Imin為機組的最小電出力，由其最低穩(wěn)燃負荷及最小運行方式?jīng)Q定，lKk，t)為純凝機組k 在t時刻的開停機狀態(tài)，值為1表示開機，值為0表示停機;CON為純凝機組編號集合； 根據(jù)所述供熱機組的最小電出力和所述純凝開機機組的最小電出力確定每個時段系 統(tǒng)的最小電出力為(3) 其中，所述N為所述電力系統(tǒng)中熱電機組和純凝機組的總臺數(shù)； 根據(jù)所述系統(tǒng)的最小電出力確定該時段的原始棄風功率為：其中，所述PDeKt)-wind(t)為t時刻電力系統(tǒng)的等效負荷。 根據(jù)所述各時段原始棄風功率及公式(5) 計算所述系統(tǒng)原始棄風電量Qwabs，式中T為時段總數(shù)。3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述蓄熱罐放熱功率限制、原始棄風 功率限制、熱電機組爬坡率限制計算所述蓄熱罐放熱過程的系統(tǒng)工作參數(shù)，包括： 根據(jù)供熱機組所配置蓄熱罐的最大可放熱功率與對應供熱機組熱出力可下降空間的 第一比值和原始棄風功率與供熱機組電出力可下降空間之和的第二比值或者所述第一比 值和原始棄風功率與供熱機組降低的電出力之和的第Ξ比值修正所述供熱機組的最小電 出力及對應熱出力； 根據(jù)供熱機組的抽汽功率與爬坡率限制修正所述供熱機組的熱出力及對應最小電出 力； 根據(jù)所述修正后的熱出力及對應的最小電出力計算蓄熱罐的蓄熱量與棄風功率。4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)供熱機組所配置蓄熱罐的最大可 放熱功率與對應供熱機組熱出力可下降空間的第一比值和原始棄風功率與供熱機組電出 力可下降空間之和的第二比值或者所述第一比值和原始棄風功率與供熱機組降低的電出 力之和的第Ξ比值修正所述供熱機組的最小電出力及對應熱出力，包括： 采用公式(6) 計算供熱機組所配置蓄熱罐的最大可放熱功率與所述供熱機組熱出力可下降空間的 第一比值a(i，t)，其中，HS(i，t-l)為熱電機組i配置的蓄熱罐在t-1時刻結束后剩余的蓄熱 量，Down(i)為熱電機組i所配置蓄熱罐的最大放熱功率，Phmin(i)為供熱機組i在背壓工況 下對應其最小電出力化Imin的熱出力； 若所述第一比值大于1，根據(jù)公式(7) 計算原始棄風功率與供熱機組電出力可下降的空間之和的第二比值e(t); 判斷所述第二比值是否大于1，若是，則確定所述供熱機組的最小電出力為化Imin(i)， 對應熱出力為Phmin( i);若否，則根據(jù)公式(8) 修正所述供熱機組的最小電出力化1 (i，t)及對應熱出力陸(i，t); 若所述第一比值不大于1，則根據(jù)公式(9) 計算所述供熱機組熱出力及對應最小電出力，并根據(jù)公式(10) 計算原始棄風功率與供熱機組降低的電出力之和的第Ξ比值n(t); 若所述第Ξ比值小于1，根據(jù)公式(11) 修正所述供熱機組的最小電出力及對應熱出力； 若所述第Ξ比值不小于1，則不修正所述供熱機組的最小電出力及對應熱出力。5. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)供熱機組的抽汽功率與爬坡率限制修 正所述供熱機組的熱出力及對應最小電出力，包括： 根據(jù)公式 P(i，t)=I^l(i，t)+Cv(i) ·陸（i，t) (12) up(i,t)=max(0,P(i,t)-P(i,t-l)) (13) down(i,t)=max(0,P(i,t-l)-P(i,t)) (14) 計算所述供熱機組的抽汽功率及所述供熱機組的上爬坡功率與下爬坡功率，其中，Cv 為熱電機組進汽量不變時多抽取單位供熱熱量下發(fā)電功率的減小量，P(i，t)為供熱機組i 在t時刻的抽汽功率;啡（i，t)、down(i，t)分別為供熱機組i在t時刻的上爬坡功率及下爬坡 功率； 若所述下爬坡功率大于所述供熱機組最大下爬坡功率，則根據(jù)公式修正所述供熱機組的熱出力及對應最小電出力，其中downramp (i)為熱電機組i的最大 下爬坡功率； 若所述上爬坡功率大于所述供熱機組最大上爬坡功率，則根據(jù)公式修正所述供熱機組的熱出力及對應最小電出力，其中upramp(i)為熱電機組i的最大上 爬坡功率。6. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述修正后的熱出力及對應的最 小電出力計算蓄熱罐的蓄熱量與棄風功率，包括： 根據(jù)公式(17) 計算各熱電機組所配置蓄熱罐在t時刻的蓄熱量； 根據(jù)公式(18) 計算熱電機組配置蓄熱罐后系統(tǒng)的棄風功率。7. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述蓄熱罐蓄熱功率限制、等效 負荷功率限制、熱電機組爬坡率限制計算所述蓄熱罐蓄熱過程的系統(tǒng)工作參數(shù)，包括： 根據(jù)蓄熱罐的最大可蓄熱功率與對應供熱機組熱出力可上升空間的第四比值和供熱 機組的熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組電出力可上升空間之和的第五比值或者所述第 四比值和熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組的電出力上升值之和的第六比值修正所述供 熱機組的熱出力； 根據(jù)供熱機組的抽汽功率與爬坡率限制修正所述供熱機組的最小電出力及對應熱出 力； 根據(jù)所述修正后的熱出力及對應最小電出力計算蓄熱罐的蓄熱量與棄風功率。8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)蓄熱罐的最大可蓄熱功率與對應供熱 機組熱出力可上升空間的第四比值、供熱機組的熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組電出力 可上升空間之和的第五比值或所述第四比值和熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組的電出 力上升值之和的第六比值修正所述供熱機組的熱出力，包括： 采用公式計算系統(tǒng)供熱機組最大熱化出力與純凝開機機組最小出力之和在t時刻的值與t時刻 等效負荷二者的最小值，其中，UCHP(t)為t時刻Phs(i，t)〉0的機組（即供熱機組）的編號集 合;UCON(t)為t時刻化s(i，t) = 0的開機機組（即純凝開機機組）的編號集合，Pe化max(i)為 熱電機組i對應最大熱出力Phmax的電出力； 采用公式計算供熱機組所配置蓄熱罐的最大可蓄熱功率與供熱機組熱出力可上升的空間的第 四比值，其中C(i)-HS(i，t-l)表示t時刻第i臺機組配置的蓄熱罐剩余的蓄熱空間，Up(i)表 示第i臺機組配置的蓄熱罐的最大蓄熱功率，Phmax(i)為熱電機組i的最大熱出力； 若所述第四比值大于1，則根據(jù)公式計算系統(tǒng)的熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組電出力可上升空間之和的第五比值； 若所述第五比值大于1，則確定所述供熱機組的最小電出力為化Ihmax(i)，對應熱出力 為Phmax(i); 若所述第五比值不大于1，則根據(jù)公式計算所述供熱機組的電出力及對應熱出力； 若所述第四比值不大于1，根據(jù)公式計算所述系統(tǒng)熱化發(fā)電功率調節(jié)范圍與供熱機組的電出力上升值之和的第六比值； 若所述第六比值小于1，根據(jù)公式修正所述供熱機組的最小電出力及對應熱出力； 若所述第六比值不小于1，則不修正所述供熱機組的最小電出力及對應熱出力。9. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)供熱機組的抽汽功率與爬坡率限制修 正所述供熱機組的熱出力及對應最小電出力，包括： 若所述供熱機組抽汽功率的上爬坡功率大于所述供熱機組最大上爬坡功率，則根據(jù)公 式修正所述供熱機組的熱出力及對應最小電出力； 若所述供熱機組抽汽功率的下爬坡功率大于所述供熱機組最大下爬坡功率，則根據(jù)公 式修正所述供熱機組的熱出力及最小電出力。10. 根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述修正后的熱出力及對應的 最小電出力計算蓄熱罐的蓄熱量與棄風功率，包括： 根據(jù)公式計算各熱電機組所配置蓄熱罐在t時刻的蓄熱量； 根據(jù)公式計算熱電機組配置蓄熱罐后系統(tǒng)的棄風功率。
【文檔編號】G06F19/00GK105844097SQ201610168847
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】李純, 王海霞, 呂泉, 巴宇, 劉嬈, 李衛(wèi)東
【申請人】大連理工大學