【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于長輸供熱系統，具體涉及一種含分布式蓄能調節單元的長輸供熱系統雙層能量管理方法。
技術介紹
1、長輸供熱系統中，源側熱電廠為長輸供熱管網提供熱量的同時為電網提供電量，長輸供熱管網通過中繼泵站、隔壓站將熱量遠距離傳輸至城市熱網，再通過城市熱網的熱力站傳輸至末端的熱用戶。
2、然而，在傳統長輸供熱系統的實際運行過程中，會存在多種動態變化影響因素，例如城市熱網出現局部故障導致部分熱負荷無法供給、遭遇極端天氣導致熱負荷供給需求突增、源側熱電廠要配合電網進行調峰調頻和電力交易等時，由于熱電廠內機組的熱電耦合特性和突發情況的隨機性，會導致長輸供熱系統從源側到長輸熱網側、城市熱網側之間出現熱負荷缺失、供熱不達標以及熱電廠無法按照計劃進行電熱供給，調控更加復雜且成本較高。因此，如何根據長輸供熱系統中源側熱電廠、長輸熱網側和城市熱網側的運行特性、多種動態變化影響因素和負荷的供需變化機制，建立全網能量的靈活調節和優化運行，保證全網源側熱電廠、長輸熱網側和城市熱網側負荷的供需平衡是目前急需解決的問題。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種含分布式蓄能調節單元的長輸供熱系統雙層能量管理方法，能夠通過增設分布式蓄能調節單元、設置分布式蓄能調節單元在長輸供熱系統中的運用模式、建立源側熱電廠內的儲能調節單元優化運行模型、建立隔壓站側的蓄熱調節水池和熱力站、熱用戶側的儲熱裝置優化運行模型，實現長輸供熱系統從源側熱電廠到隔壓站、熱力站、熱用戶的全網優
2、為了解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是：
3、本專利技術提供了一種含分布式蓄能調節單元的長輸供熱系統雙層能量管理方法，包括：
4、建立含分布式蓄能調節單元的長輸供熱系統：在長輸供熱管網隔壓站的城市邊緣處增設蓄熱調節水池，以及在長輸供熱管網源側熱電廠內增設儲能調節單元、在城市一級網熱力站和二級網熱用戶側增設儲熱裝置；
5、設置長輸供熱系統中分布式蓄能調節單元的運用模式：通過源側熱電廠內的儲能調節單元消納新能源、配合電網進行調峰調頻、提高源側熱電廠機組發電負荷調節范圍及響應速率和進行電力市場交易；通過隔壓站側的蓄熱調節水池和熱力站、熱用戶側的儲熱裝置進行一級網和二級網的削峰填谷、應急運行備用供熱和提高供熱可靠性、減少熱電廠設備投資；
6、建立二級網熱用戶的熱負荷需求預測模型，計算獲得不同時間尺度下熱用戶、熱力站、隔壓站和源側熱電廠的熱負荷需求預測值，并結合長輸供熱系統的熱負荷需求預測值、電網下發的電負荷調度控制指令、源側熱電廠機組出力和外界動態變化條件，設置分布式蓄能調節單元的蓄放能機制；
7、依據分布式蓄能調節單元的蓄放能機制和實時蓄能量，以最大限度消納新能源、負荷供需平衡最優和經濟效益最優為目標函數，建立源側熱電廠內的儲能調節單元優化運行模型，決策儲能調節單元在不同時間尺度下的蓄放能狀態和蓄放能量；以及以負荷曲線標準差最小、熱負荷供需平衡最優、失熱負荷率最低和延緩熱電廠投資年限最大為目標函數，建立隔壓站側的蓄熱調節水池和熱力站、熱用戶側的儲熱裝置優化運行模型，決策蓄熱調節水池和儲熱裝置在不同時間尺度下的蓄放能狀態和蓄放熱量；
8、其中，所述經濟效益包括棄新能源懲罰成本、儲能調節單元蓄放能成本、購電成本、調峰調頻補償收益、電力交易收益和售熱收益。
9、進一步，所述蓄熱調節水池和儲熱裝置的數量至少為一個；所述增設儲熱裝置的一級網熱力站和二級網熱用戶是根據歷史供熱運行效果、用戶投訴率、歷史異常故障發生率篩選，將供熱運行效果差、用戶投訴率高和異常故障發生率高的熱力站、熱用戶作為增設儲熱裝置的優選對象。
10、進一步，所述通過源側熱電廠內的儲能調節單元消納新能源、配合電網進行調峰調頻、提高源側熱電廠機組發電負荷調節范圍及響應速率和進行電力市場交易，具體包括：
11、所述源側熱電廠內接入有新能源發電機組；通過源側熱電廠內的儲能調節單元對多余的新能源電量進行儲存消納，減少棄新能源懲罰成本，以及利用儲能調節單元存儲低價電和多余的熱量、回收的余熱；
12、源側熱電廠內機組發電負荷與環境因素、機組設備性能、機組運行方式、熱負荷、供熱參數有關，且熱電廠機組的熱負荷與電負荷具有強耦合性，限制熱電廠機組發電負荷變化范圍和機組的調峰調頻性能變差；
13、通過調節源側熱電廠內設置的供熱快關閥和利用儲能調節單元儲存的電量、熱量，減少機組熱負荷供給，并在短時間內改變熱電廠機組熱、電分配比例，提高機組短時間尺度上的調峰調頻性能、發電負荷調節范圍及響應速率；
14、在熱電廠參與電力市場交易時利用儲能調節單元彌補缺失的交易電量，減少機組電出力或減少購買缺失電量成本，按照雙方預先達成的交易電量進行電力市場交易；
15、其中，除了利用儲能調節單元配合電網進行調峰調頻、提高源側熱電廠機組發電負荷調節范圍及響應速率和進行電力市場交易，還包括：利用隔壓站側的蓄熱調節水池、熱力站和熱用戶側的儲熱裝置儲存的熱量，減少源側熱電廠機組熱負荷的供給，配合電網進行調峰調頻、提高源側熱電廠機組發電負荷調節范圍及響應速率和進行電力市場交易。
16、進一步，所述源側熱電廠內的儲能調節單元包括儲電設備和儲熱設備，且儲能調節單元的數量為多個；采用層次分析法和熵權法對所述源側熱電廠內各儲能調節單元的調峰調頻能力、新能源消納能力、負荷調節響應能力、輔助參與電力市場交易的能力進行評估，根據評估結果獲得相應運用模式下的優先級，同時進行各儲能調節單元之間的指令分配和下發。
17、進一步，所述通過隔壓站側的蓄熱調節水池和熱力站、熱用戶側的儲熱裝置進行一級網和二級網的削峰填谷、應急運行備用供熱和提高供熱可靠性、減少熱電廠設備投資，具體包括：
18、將長輸供熱管網隔壓站至各熱力站之間的熱網作為一級網，將各熱力站至相應熱用戶之間的熱網作為二級網；
19、通過隔壓站側的蓄熱調節水池和熱力站、熱用戶側的儲熱裝置，在隔壓站側、一級網熱力站、二級網熱用戶的熱負荷低谷期蓄熱、高峰期放熱，進行一級網和二級網的削峰填谷，減少熱負荷峰谷差值；
20、在一級網和二級網出現局部異常故障和室外極端天氣時，利用蓄熱調節水池和儲熱裝置進行應急備用供熱；利用蓄熱調節水池和儲熱裝置，降低峰值熱負荷，延緩熱電廠設備升級改造，減少熱電廠設備投資成本；以及利用蓄熱調節水池和儲熱裝置進行削峰填谷、應急備用供熱，利用自身存儲的熱量彌補缺失的熱負荷，保證失熱負荷率最低。
21、進一步，依據蓄熱調節水池和儲熱裝置的調節響應速率和響應量，設置相應的調節優先級：當進行二級網熱用戶的削峰填谷和應急備用供熱時，優先級利用順序為熱用戶側的儲熱裝置、熱力站側的儲熱裝置、隔壓站側的蓄熱調節水池；當進行一級網熱用戶的削峰填谷和應急備用供熱時，優先級利用順序為熱力站側的儲熱裝置、隔壓站側的蓄熱調節水池、熱用戶側的儲熱裝置。...
【技術保護點】
1.一種含分布式蓄能調節單元的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，所述蓄熱調節水池和儲熱裝置的數量至少為一個；所述增設儲熱裝置的一級網熱力站和二級網熱用戶是根據歷史供熱運行效果、用戶投訴率、歷史異常故障發生率篩選，將供熱運行效果差、用戶投訴率高和異常故障發生率高的熱力站、熱用戶作為增設儲熱裝置的優選對象。
3.根據權利要求1所述的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，所述通過源側熱電廠內的儲能調節單元消納新能源、配合電網進行調峰調頻、提高源側熱電廠機組發電負荷調節范圍及響應速率和進行電力市場交易，具體包括：
4.根據權利要求3所述的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，所述源側熱電廠內的儲能調節單元包括儲電設備和儲熱設備，且儲能調節單元的數量為多個；采用層次分析法和熵權法對所述源側熱電廠內各儲能調節單元的調峰調頻能力、新能源消納能力、負荷調節響應能力、輔助參與電力市場交易的能力進行評估，根據評估結果獲得相應運用模式下的優先級，同時進行各儲能調節單元之間的指令
5.根據權利要求1所述的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，所述通過隔壓站側的蓄熱調節水池和熱力站、熱用戶側的儲熱裝置進行一級網和二級網的削峰填谷、應急運行備用供熱和提高供熱可靠性、減少熱電廠設備投資，具體包括：
6.根據權利要求5所述的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，依據蓄熱調節水池和儲熱裝置的調節響應速率和響應量，設置相應的調節優先級：當進行二級網熱用戶的削峰填谷和應急備用供熱時，優先級利用順序為熱用戶側的儲熱裝置、熱力站側的儲熱裝置、隔壓站側的蓄熱調節水池；當進行一級網熱用戶的削峰填谷和應急備用供熱時，優先級利用順序為熱力站側的儲熱裝置、隔壓站側的蓄熱調節水池、熱用戶側的儲熱裝置。
7.根據權利要求1所述的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，所述建立二級網熱用戶的熱負荷需求預測模型，計算獲得不同時間尺度下熱用戶、熱力站、隔壓站和源側熱電廠的熱負荷需求預測值，包括：
8.根據權利要求1所述的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，所述結合長輸供熱系統的熱負荷需求預測值、電網下發的電負荷調度控制指令、源側熱電廠機組出力和外界動態變化條件，設置分布式蓄能調節單元的蓄放能機制，包括：
9.根據權利要求1所述的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，所述以最大限度消納新能源為目標函數，表示為：
10.根據權利要求1所述的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，所述以負荷曲線標準差最小為目標函數，表示為：
...【技術特征摘要】
1.一種含分布式蓄能調節單元的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，所述蓄熱調節水池和儲熱裝置的數量至少為一個；所述增設儲熱裝置的一級網熱力站和二級網熱用戶是根據歷史供熱運行效果、用戶投訴率、歷史異常故障發生率篩選，將供熱運行效果差、用戶投訴率高和異常故障發生率高的熱力站、熱用戶作為增設儲熱裝置的優選對象。
3.根據權利要求1所述的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，所述通過源側熱電廠內的儲能調節單元消納新能源、配合電網進行調峰調頻、提高源側熱電廠機組發電負荷調節范圍及響應速率和進行電力市場交易，具體包括：
4.根據權利要求3所述的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，所述源側熱電廠內的儲能調節單元包括儲電設備和儲熱設備，且儲能調節單元的數量為多個；采用層次分析法和熵權法對所述源側熱電廠內各儲能調節單元的調峰調頻能力、新能源消納能力、負荷調節響應能力、輔助參與電力市場交易的能力進行評估，根據評估結果獲得相應運用模式下的優先級，同時進行各儲能調節單元之間的指令分配和下發。
5.根據權利要求1所述的長輸供熱系統雙層能量管理方法，其特征在于，所述通過隔壓站側的蓄熱調節水池和熱力站、熱用戶側的儲熱裝置進行一級網和二級網的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：時偉，劉定杰，
申請(專利權)人：浙江英集動力科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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