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电网技术 2019年第10期43卷 3648-3661页

作者：林俐顾嘉王铃新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206 广东电网公司电力科学研究院广东省广州市510080

季节性供热需求与大规模风电消纳需求间的矛盾,导致夜间高热负荷时段的弃风问题突出,深度挖掘热网侧与热负荷侧弹性以提高风电上网空间是解决该问题的一个思路。面向具有风电消纳需求的电热联合系统,首先建立考虑延时与热衰减的热网特性... 详细信息

季节性供热需求与大规模风电消纳需求间的矛盾,导致夜间高热负荷时段的弃风问题突出,深度挖掘热网侧与热负荷侧弹性以提高风电上网空间是解决该问题的一个思路。面向具有风电消纳需求的电热联合系统,首先建立考虑延时与热衰减的热网特性;在热负荷侧引入PMV指标表征用户的用热舒适度,确立含热负荷弹性特征的热平衡区间约束。进而以总煤耗量最小,最大限度消纳风电为目标,建立考虑热网特性及热负荷舒适度弹性的电热联合系统优化调度模型,并通过仿真验证其有效性。结果表明,单一考虑热网特性的优化效果与实际风电出力特性有关,具有不确定性;而考虑热负荷舒适度弹性可在全时段赋予系统灵活的弹性调节空间,优化效果显著;考虑上述两特性的协同优化,基本可实现算例系统的风电全额消纳,优化效果最佳。

关键词：风电消纳热网特性热舒适度弹性 PMV 电热联合调度

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基于热网特性与负荷需求弹性的含风电系统电热优化调度

基于热网特性与负荷需求弹性的含风电系统电热优化调度

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作者：顾嘉华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

由于风电出力具有随机性和波动性,在大规模风电并网后,以燃煤机组为主的电力系统面临着严峻的系统调峰和风电消纳问题。特别在我国“三北”地区,季节性供热需求与大规模风电消纳需求间的矛盾,导致夜间高热负荷时段的弃风问题突出。当前... 详细信息

由于风电出力具有随机性和波动性,在大规模风电并网后,以燃煤机组为主的电力系统面临着严峻的系统调峰和风电消纳问题。特别在我国“三北”地区,季节性供热需求与大规模风电消纳需求间的矛盾,导致夜间高热负荷时段的弃风问题突出。当前,通过深度挖掘电、热负荷需求弹性来协调系统供需,力求在满足负荷需求的同时最大限度地消纳弃风,从而建立更加完善的电热协同调度机制,理论上是提高风电利用率的一个有效途径。因此,本文从深度挖掘负荷侧需求弹性的角度出发,研究具有风电消纳需求的电热联合系统的优化调度问题。首先,研究了含风电的电热联合系统运行机理,并建立了电、热负荷弹性模型。面向系统的风电消纳需求,明确电热联合系统的运行特点,分析系统优化运行机理;在热负荷方面,结合采暖用户的用热特征,建立基于PMV指标的热舒适度弹性模型,并确定其分段弹性限定范围;在电负荷方面,将含源型负荷（active load,AL）纳入传统负荷体系,结合AL内部设备及终端负荷运行特性,分析AL主动参与系统调度的响应特性,提取AL对外弹性空间。为后续调度模型的建立提供重要基础。其次,建立了计及热网特性及热舒适度弹性的日前电热优化调度模型。考虑热水在管道中流动时的延时与热衰减,建立了热网特性,并结合热舒适度弹性模型,确立热平衡区间约束;进而以总煤耗量最小,最大限度消纳风电为目标,建立考虑热网特性及热负荷舒适度弹性的电热联合系统优化调度模型,并仿真验证其有效性。结果表明,单一考虑热网特性的优化效果与实际风电出力特性有关,具有不确定性;而考虑热负荷舒适度弹性可在全时段赋予系统灵活的弹性调节空间,优化效果显著;考虑上述两特性的协同优化,基本可实现算例系统的风电全额消纳,优化效果最佳。最后,建立了基于AL需求弹性及偏好成本的日前电热优化调度模型。根据AL的响应特性,借鉴偏好成本概念,建立适应于AL响应意愿的补偿成本模型;计及AL主动参与调度时的响应特性,建立考虑AL对外需求弹性的供电平衡约束,并结合热平衡、爬坡以及电锅炉约束等常规约束,以系统发电成本与收益、AL补偿成本及弃风惩罚成本为目标,构成基于含源型负荷需求弹性的日前电热优化调度模型,并仿真验证其有效性。研究表明,以偏好成本方式补偿AL响应可充分激发其弹性,优化系统成本分配、促进风电消纳,但与计及热网特性及热舒适度弹性的优化调度相比,作用效果相对逊色,其最主要优势体现在减轻夜间机组深调压力方面。

关键词：风电消纳热舒适度弹性含源型负荷偏好成本电热联合调度

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