PDF《考虑风电消纳的电热联合系统源荷协调优化调度》

? ? 第38 卷第7期2018 年7月电力自动化设备Electric Power Automation Equipment Vol.

38 No.7 Jul.

2018 考虑风电消纳的电热联合系统源荷协调优化调度 崔雪1 ,邹晨露1 ,王恒2 ,周斌1 (1. 武汉大学 电气工程学院,湖北 武汉 430072;

2. 国网徐州供电公司,江苏 徐州 221005) 摘要:能源互联网的范畴内,电热联合系统是消纳风电的一种有效手段,为此构建了包含储热、热电联产和需 求响应资源的综合电热系统调度模型. 提出了风电消纳日前日内两阶段调度方法:在日前调度阶段,机组、 储热装置以及电价型需求响应配合消纳风电短期预测出力;

在日内调度阶段,机组以及激励型需求响应配合 消纳风电超短期预测出力. 以系统发电运行成本最小为目标函数,综合考虑弃风惩罚费用和需求响应成本 建立了电热联合系统调度模型,使用改进帝国竞争算法解决电热系统约束条件过多的问题,使得到的解更可 行. 算例分析表明,使用所提调度模型和方法能够有效提高电热联合系统风电消纳水平. 关键词:风电消纳;

储热;

热电联产;

需求响应;

调度模型;

改进帝国竞争算法 中图分类号:TM 761;

TM

614 文献标识码:A DOI:10.16081 / j.issn.1006-6047.2018.07.010 收稿日期:2018-01-08;

修回日期:2018-04-02

0 引言 近年来,我国风电装机容量迅速增多,但对风电 消纳的研究却并未跟上风电产业的发展脚步,弃风 问题非常严重. 特别是在我国 三北 地区,在供热 季因热电联产 CHP(Combined Heat and Power)机组 以热定电 的刚性约束使得机组调峰能力不足,从 而导致大量的弃风限电. 现常采用在电热联合系统中加装电锅炉[1] 、热泵[2] 、储热装置[3] 等方式解耦热电耦合约束,提高 CHP 机组的运行灵活性,增强其调峰能力,从而减 少系统弃风. 文献[4]将储热装置与 CHP 机组联合 运行,证实了储热装置对提升系统风电消纳能力的 积极作用. 文献[5]比较了安装在源荷侧的储热装 置运行模式的差异及安装位置的差异对消纳弃风效 果的影响此外,也多考虑从采用风电供热、抽水蓄能 等角度消纳弃风. 文献[6]指出与采用风电供热及 抽水蓄能相比,安装储热装置消纳弃风的方式国民 经济性最好、可靠性最高. 同时,制定更优的调度策略,使可再生能源被更 合理的利用,也是消纳大规模风电的重要方法,主要 有3种思路:一是探索风电输出功率的预测方法,提 高预测精度[7] ;

二是在计及风电出力概率及误差的 基础上制定发电计划,使发电计划更优[8] ;

三是在系 统中引入需求响应 DR(Demand Response),利用其 参与调峰来削弱风电出力波动性的不利影响[9] . 文献[10] 搭建一个包含电价型需求响应 PDR( Price Demand Response)和激励型需求响应 IDR(Incentive Demand Response)的两阶段随机规划模型,证实了 DR 在参与风电消纳时的积极作用. 文献[11]将用 户满意度约束引入 DR 模型,并通过电价引导用户 改变用电方式,使负荷侧能以很高的积极性配合发 电侧消纳弃风. 本文基于以上研究,在能源互联网的范畴内提 出了包含储热、CHP 和DR 资源的风电消纳日前日 内两阶段调度方法. 在日前调度中考虑机组、储热 装置以及 PDR 协调调度,在日内调度中考虑机组以 及IDR 协调调度. 分析了这种调度方法的节能减排 效应、机组出力情况和风电消纳情况,并对储热装置 的运行特性进行了分析. 最后,针对本文建立的电 热联合系统调度模型约束条件过多的问题,对传统 帝国竞争算法(ICA) 进行改进,采用改进帝国竞争 算法(MICA)对算例进行求解. 算例分析表明:本文 所建立的调度模型和风电消纳方法,可以在减少煤 耗的基础上为风电上网提供更大的空间,具有更好 的环境效益和经济效益.