电热能源集成系统的日前优化调度策略研究

摘要

近年，因受到电网结构限制及外送输电通道建设的影响，出现了消纳风电难限电严重、产能过剩等不利于风电发展的问题。研究电热能源集成系统的电热协调调度，有助于实现区域能源节能调度、提高风电接纳能力。现阶段供热监控设备的装配滞后无法在调度中心实现电热协调运行，需对“以热定电”调度机制进行优化调整，研究从传统“以热定电”到电热统一调度的“过渡期”日前优化调度策略。 首先，明确电热耦合关系是实现电力系统与供热系统的统一协调运行的关键。从空间耦合角度，分别对热电联产机组电热耦合特性及蓄热罐、电锅炉等储热装置配合热电联产机组运行的机理进行分析；从时间耦合角度，探究了供热系统时滞性对系统电调度的影响，使采暖建筑热惯性时间尺度与电调度时间尺度形成匹配；电热时空耦合特性为建立电热能源的统一调度模型奠定基础。然后，通过对建筑物蓄热特性分析，建立了计及采暖建筑蓄热特性的日前优化调度模型，设置了未利用采暖建筑蓄热特性、配置储热装置、利用采暖建筑蓄热特性等电热系统场景，对比不同场景结果验证日前优化调度对地区有限资源的综合能源利用能力。最后，针对现有“以热定电”机制不够完善的问题，通过分析调度计划产生调峰瓶颈的原因，构建调峰瓶颈时段的最小供热负荷模型及热负荷优化分配模型以优化调度机制，提出了“过渡期”日前优化调度的二阶段策略。为探究各机组对系统调度响应意愿，对影响电热系统集成的机制因素进行分析，分析因素包含边际成本因素、调峰补偿因素及煤耗量成本因素。 研究结果表明利用采暖建筑蓄热能力的电热系统调度可以实现与配置储热装置接纳更多风电上网相同的作用效果；电热能源集成系统日前优化调度策略能够准确计算出可利用的最佳采暖建筑室内温度以提高系统灵活调节能力。“过渡期”日前优化调度的二阶段策略可以对传统“以热定电”调度机制进行优化，提高系统接纳风电上网的能力。从各机组响应系统调度方面，边际成本因素主要对常规火电机组响应系统调度影响较大，而调峰补偿因素主要对热电联产机组响应系统调度影响较大。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 本课题的国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

第2章 电热能源集成系统的电热耦合特性分析

2.1 引言

2.2 电热能源空间耦合特性

2.3 电热能源时间耦合特性

2.4 本章小结

第3章 计及建筑物蓄热特性的电热能源集成系统日前调度模型

3.1 引言

3.2 建筑物蓄热特性分析

3.3 日前优化调度的数学模型

3.4 算例分析

3.5 本章小结

第4章 “过渡期”日前优化调度的二阶段策略

4.1 引言

4.2 日前优化调度的二阶段策略

4.3 影响电热系统集成的机制因素分析

4.4 算例分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

附录

攻读学位期间取得的研究成果及发表的学术论文

声明

致谢