包括抽汽凝汽式热电联产机组的冷电联合调度系统及方法 技术领域 本发明涉及城市综合能源供应系统, 尤其涉及一种包括抽汽凝汽式热电联产机组 的冷电联合调度系统及方法。
背景技术 电力负荷预测是电力系统规划的重要组成部分, 也是电力系统经济运行的基础, 其对电力系统规划和运行都极其重要。
电力负荷预测包括两方面的含义, 即用以指安装在国家机关、 企业、 居民等用户处 的各种用电设备, 也可用以描述上述用电设备所消耗的电力电量的数值。
电力负荷预测是以电力负荷为对象进行的一系列预测工作。从预测对象来看, 电 力负荷预测包括对未来电力需求量 ( 功率 ) 的预测和对未来用电量 ( 能量 ) 的预测以及对 负荷曲线的预测。其主要工作是预测未来电力负荷的时间分布和空间分布, 为电力系统规 划和运行提供可靠的决策依据。
但电力负荷预测值与系统实际需要的负荷值存在一定的误差, 减小这个误差有利 于系统运行和规划, 减小调度困难。
发明内容 本发明所要解决的技术问题是一种抽汽凝汽式热电联产机组的冷电联合调度系 统及方法, 通过本发明调度系统及其调度方法, 可以大大减小系统实际需要的负荷值与电 力负荷预测值之间的误差, 以有利于系统运行和规划, 减小调度困难。
为了实现上述目的, 本发明采用如下技术方案 :
一种包括抽汽凝汽式热电联产机组的冷电联合调度系统, 包括 : 用于产出电力和 热水的燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 ; 集中式热吸收式制冷机, 连接燃煤抽汽凝汽式热电 联产机组的热水出口, 并将热水转化为冷水 ; 与所述燃煤抽汽凝汽式热电联产机组并联的 空调器, 所述空调器由所述燃煤抽汽凝汽式热电联产机组产生的电能驱动而产生制冷冷 风; 控制空调器的空调器遥控开关 ; 采集用户非采暖用电的电表 ; 与集中式热吸收式制冷 机相连接的制冷风机盘管, 所述集中式热吸收式制冷机生产的冷水流入所述制冷风机盘管 中产生制冷冷风 ; 制冷风机盘管冷水消耗计量表, 用于检测所述制冷风机盘管冷水消耗的 数据 ; 控制制冷风机盘管的制冷风机盘管流水阀门遥控开关 ; 第一远程集中控制器, 采集 燃煤抽汽凝汽式热电联产机组的发电出力电量和集中式热吸收式制冷机的供冷出力冷水 流量, 并将该供冷出力冷水流量和发电出力电量数据传送给综合调度控制装置 ; 第二远程 集中控制器, 其内存储有制冷风机盘管与燃煤抽汽凝汽式热电联产机组之间的距离信息, 采集所述用户非采暖用电的电表所检测的非采暖耗电数据, 采集制冷风机盘管冷水消耗计 量表检测的冷水消耗数据, 然后上述非采暖耗电数据及冷水消耗数据以及制冷风机盘管与 燃煤抽汽凝汽式热电联产机组之间距离数据传送给综合调度控制装置 ; 综合调度控制装 置, 根据制冷风机盘管与燃煤抽汽凝汽式热电联产机组之间距离计算并生成最终调度控制
燃煤抽汽凝汽式热电联产机组的发电出力和集中式热吸收式制冷机的冷出力以及用户不 同时刻的空调器的耗电量和供冷量的控制信号 ; 所述第一远程集中控制器接收到综合调度 控制装置所发出的调度控制信号后, 以该调度控制信号控制燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 的燃煤热电联产机组控制执行装置动作 ; 所述第二远程集中控制器接收到综合调度控制装 置所发出的调度控制信号后, 以该调度控制信号分别驱动空调器遥控开关、 制冷风机盘管 流水阀门遥控开关执行开关机动作。
所述制冷风机盘管流水阀门遥控开关, 通过第二远程集中控制器以遥控方式与所 述综合调度控制装置耦合 ; 所述空调器遥控开关, 通过第二远程集中控制器以遥控方式与 所述综合调度控制装置耦合 ; 所述燃煤抽汽凝汽式热电联产机组控制执行装置, 通过第一 远程集中控制器以遥控方式与所述综合调度控制装置耦合 ; 所述燃煤抽汽凝汽式热电联产 机组控制执行装置根据获得的调度控制信号, 控制与其连接的燃煤进料阀门、 锅炉蒸汽进 汽阀门、 采暖蒸汽抽汽阀门及发电蒸汽流量阀门动作 ;
所述综合调度控制装置包括 : 接收第一远程集中控制器发送的燃煤抽汽凝汽式热 电联产机组的发电出力电量和集中式热吸收式制冷机的供冷出力冷水流量的第一数据接 收单元 ; 接收第二远程集中控制器发送的用户非采暖电表检测的耗电数据、 制冷冷水消耗 数据及用户管道距离信息的第二数据接收单元 ; 将接收到的所述用户非采暖耗电数据和制 冷冷水消耗数据进行解码的数据解码器 ; 对所述解码后的用户非采暖耗电数据和制冷冷水 消耗数据进行存储的数据存储器 ; 对数据存储器内所存储的数据进行计算并生成调度控 制信号的调度控制信号计算单元 ; 将所述调度控制信号进行编码的信号转换编码器 ; 及将 编码后的调度控制信号分别传递给第一远程集中控制器和第二远程集中控制器的发送单 元; 所述燃煤热电联产机组控制执行装置包括调度控制信号收发编码存储单元、 驱动 电路及机械齿轮控制装置, 所述调度控制信号经调度控制信号收发编码存储单元解码后生 成燃煤热电联产机组调度控制指令, 该控制指令经过驱动电路输出电力拖动信号并触发机 械齿轮控制装置, 机械齿轮控制装置再控制燃煤热电联产机组的燃煤进料阀门动作、 采暖 蒸汽抽汽阀门动作及发电蒸汽流量阀门动作 ;
所述燃煤纯凝汽式火电机组控制执行装置包括调度控制信号收发编码存储单元、 驱动电路及机械齿轮控制装置, 所述调度控制信号经调度控制信号收发编码存储单元解码 后生成燃煤纯凝汽式火电机组调度控制指令, 该控制指令经过驱动电路输出电力拖动信号 并触发机械齿轮控制装置, 机械齿轮控制装置再控制燃煤纯凝汽式火电机组的燃煤进料阀 门动作及发电蒸汽流量阀门动作 ;
所述综合调度控制装置通过电力光纤与云计算计算服务系统连接, 并驱动云计算 服务系统计算, 以获得调度控制信号 ; 所述综合调度控制装置通过电力光纤接收云计算计 算服务系统计算获得的调度控制信号, 然后经由电力电缆或无线传输方式发布该调度控制 信号给第一远程集中控制器和第二远程集中控制器 ;
所述第二远程集中控制器包括依次连接的用户非采暖电表脉冲计数器、 制冷冷水 流量脉冲计数器、 脉冲信号编码转换器、 计量信号放大发射器, 及相互连接的控制信号接收 解码器和控制信号遥控发射器 ; 用户非采暖电表脉冲计数器与用户非采暖电表连接, 用户 非采暖电表脉冲计数器将检测得到的耗电数据经过脉冲信号编码转换器及计量信号放大
发射器处理后传送至综合调度控制装置 ; 制冷冷水流量脉冲计数器连接制冷风机盘管冷水 消耗计量表, 用于检测制冷风机盘管冷水消耗计量表的采暖流量数据, 制冷冷水流量脉冲 计数器将检测得到的制冷流量数据经过脉冲信号编码转换器及计量信号放大发射器处理 后传送至综合调度控制装置 ; 控制信号接收解码器, 接收综合调度控制装置发出的调度控 制信息并进行解码, 然后通过控制信号遥控发射器将控制信号发送给空调器遥控开关、 制 冷风机盘管流水阀门遥控开关执行开关机动作 ;
一种包括抽汽凝汽式热电联产机组的冷电联合调度系统的调度方法, 包括以下步 骤:
1) 测量以下数据 : 每间隔 ΔT 周期测量一次, 其中, ΔT 为采样周期, 采样次数为 T, T 为自然数
1.1) 测量供给侧 : 采集燃煤热电联产机组 (A) 的发电出力 PCHP(t) 和和集中式热吸 收式制冷机的冷出力 HCHP(t) ;
1.2) 用户侧 :
(a)N 个用户的制冷风机盘管距燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 的管道距离 Si ;
(b)N 个用户的非采暖耗电量 Pi(t) ;
(c)N 个用户的制冷风机盘管的耗冷量 Hi(t) ; (d)N 个用户的空调器装机容量 2) 计算 : 2.1) 计算所有用户总的非采暖用电量2.2) 根据 2.1) 中计算出的用户总的用电量 Psum(t) 利用统计分析方法计算预测出 一段时间的电力负荷 Pload(t) ; 根据 1.1) 采集的集中式热吸收式制冷机的冷出力 HCHP(t), 预测未来一段时间的集中式热吸收式制冷机的冷出力 HCHP(t) ; 根据 1.1) 采集的燃煤热电 联产机组 (A) 的发电出力 PCHP(t) 预测未来一段时间的燃煤热电联产机组 (A) 的发电出力 PCHP(t) ;
2.3) 根据制冷风机盘管 (110) 与燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 (A) 之间距离 Si 将所有用户分为 L 组, L 为自然数, 然后分别求出各组中所有用户的总制冷负荷 Hload(l) = ∑ Hi(t, l) 和空调器容量 冷负荷, Hi(t, l) 为第 l 组制冷风机盘管在 t 时刻的制 为第 l 组制冷风机盘管的制冷容量, 其中用户分组方法为 : 首先计算出制冷 v 为热水在管道中的风机盘管与燃煤抽汽凝汽式热电联产机组之间的等效距离流速, 然后对 取整得到 si, 接着, 将具有相同 si 的用户分为同一组, 其中, si = l, l为L分 组中的第 l 组 ;
2.4 根据 2.3) 预测出的各参数迭代计算调节后热电联产发电出力 pCHP(t) 和集中 式热吸收式制冷机的冷出力 hCHP(t)、 用户不同时刻空调器耗电量 pEHP(t, l) 和供冷量 hEHP(t, l)。
所述调节后热电联产发电出力 pCHP(t) 和集中式热吸收式制冷机的冷出力 hCHP(t)、 用户不同时刻空调器耗电量 pEHP(t, l) 和供冷量 hEHP(t, l) 的计算方法为 : 联合以下公式 (1) ~ (10) 即可得知在 Δp 最小的情况下, 调节后热电联产发电出力 pCHP(t) 和集中式热吸收式制冷机的冷出力 hCHP(t) 以及用户不同时刻空调器耗电量 pEHP(t, l) 和供冷量 hEHP(t, l) :
(A) 确立目标函数
其中, Δp 为调节后等效用电负荷与目标负荷的标准差值 ; pload(t) 为调节后等效用电负荷, 单位 MW ; Pneed(t) 为目标负荷, 单位 MW ; 平准化后的等效负荷定义如下 : pload(t) = Pload(t)-(pCHP(t)-PCHP(t))+pEHPs(t) (2) 其中, pload(t) 为调节后等效用电负荷, 单位 MW ; Pload(t) 为步骤 2.2) 中预测的电力负荷, 单位 MW ; pCHP(t) 为调节后热电机组 A 的发电出力, 单位 MW ; PCHP(t) 为预测的始热电机组 A 的发电出力, 单位 MW ; pEHPs(t) 为 t 时所有用户空调器的耗电功率, 单位 MW ; (B) 确立约束方程 冷负荷平衡方程 : Δh(t) = |HCHP(t)-hCHP(t)| (3)
其中, Δh(t) 表示第 t 时段集中式热吸收式制冷机冷水供冷不足的功率, 单位MW ; HCHP 为预测的集中式热吸收式制冷机的供冷出力, 单位 MW ;
hCHP(t) 为调节后集中式热吸收式制冷机的供冷出力, 单位 MW ;
hEHP(t+l, l) 为 t+l 时刻第 l 组用户空调器的供冷功率之和, 单位 MW ; 抽凝式热电 机组约束 :
发电出力下限 :
发电出力上限 :
发电出力限制 :
供冷出力约束 :
上述公式 (5) ~ (8) 中,分别为热电机组最大发电出力曲线和最小发电曲线的参数 ;
用户侧空调器约束 :
冷电比约束 : hEHP(t, l) = COPEHP·pEHP(t, l) (9)
空调器出力上限 : 0 ≤ pEHP(t, l) ≤ min(PEHP(l), Hload(l)/COPEHP) (10)
其中, hEHP(t, l) 为 t 时刻第 l 组用户空调器的供冷功率之和, 单位 MW ;
COPEHP 为空调器性能系数 ;
pEHP(t, l) 为 t 时刻第 l 组用户空调器的耗电功率之和, 单位 MW ; 所有用户组的空 调其耗电量 :
相对于现有技术, 本发明的有益效果在于 : 本发明利用用户至冷源的管道距离, 根据终端用户的负荷能耗的需求调节热电联产机组的燃料消耗量、 发电出力和采暖供热出 力、 终端用户的空调热泵采暖的电力消耗量、 及终端用户的散热器的采暖供热量, 从而大大 减小系统实际需要的负荷值与电力负荷预测值之间的误差, 以有利于系统运行和规划, 减 小调度困难。
附图说明
图 1 为本发明热电联合调度系统的结构框图 ; 图 2 为本发明第二远程集中控制器的结构框图 ; 图 3 为本发明燃煤抽汽凝汽式热电联产机组控制执行装置的结构框图 ; 图 4 为本发明综合调度控制装置的结构框图 ; 图 5 为本发明综合调度控制装置与云计算服务系统的连接图 ; 图 6 为经本发明调度系统及调度方法调节后等效用电负荷与目标负荷的曲线图。具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
请参照图 1 所示, 本发明的一种包括汽凝汽式热电联产机组的冷电联合调度系统 包括 :
用于产出电力和采暖热水的燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A ;
集中式热吸收式制冷机, 连接燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 的热水出口, 并将 热水转化为冷水, 通入管道 114 ;
通过电力电缆 113 与所述燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 并联的空调器 108, 所述 空调器 108 由所述燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 产生的电能驱动而产生制冷冷风 ;
用户非采暖用电表, 用于检测用户的非采暖耗电数据 ;
控制空调器 108 的空调器遥控开关 117 ;通过管道 114 与集中式热吸收式制冷机相连接的制冷风机盘管 110, 所述集中式 热吸收式制冷机生产的冷水流入所述制冷风机盘管 110 中产生制冷冷风 ;
制冷风机盘管冷水消耗计量表 111, 用于检测所述制冷风机盘管 110 冷水消耗的 数据 ;
控制制冷风机盘管 110 的制冷风机盘管流水阀门遥控开关 116 ;
第一远程集中控制器 1121, 采集燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 的燃料投入量, 蒸汽进气量, 发电出力电量, 和集中式热吸收式制冷机的供冷出力冷水流量, 并将采集的燃 煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 的燃料投入量, 蒸汽进气量, 发电出力电量, 集中式热吸收式 制冷机的供冷出力冷水流量传送给综合调度控制装置 115 ;
第二远程集中控制器 1122, 存储有制冷风机盘管与燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 之间的距离信息, 采集用户非采暖耗电数据, 再将该用户非采暖耗电数据以及制冷风机盘 管与燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 之间的距离信息传送给综合调度控制装置 115 ; 采集 制冷风机盘管冷水消耗计量表 111 检测的冷水消耗数据, 再将该采集的制冷风机盘管冷水 消耗计量表 111 检测的冷水消耗数据传送给综合调度控制装置 115 ;
综合调度控制装置 115, 根据制冷风机盘管 110 与燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 之间距离, 计算并生成最终调度控制燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 的发电出力和集中式 热吸收式制冷机的冷出力以及用户不同时刻的空调器的耗电量和供冷量的控制信号 ; 第一远程集中控制器接收到综合调度控制装置 115 所发出的调度控制信号后, 以 该调度控制信号控制燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 的燃煤热电联产机组控制执行装置 动作 ;
第二远程集中控制器到接收综合调度控制装置 115 所发出的调度控制信号后, 以 该调度控制信号分别驱动空调器遥控开关 117、 制冷风机盘管流水阀门遥控开关 116 执行 开关机动作 ;
请继续参照图 1 所示, 符合本发明的一个具体实施例中, 燃煤抽汽凝汽式热电联 产机组 A, 用于产出电力和采暖热水。该燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 包括锅炉 104、 透 平 105、 热网加热器 106、 及交流发电机 107。其中锅炉 104 燃烧燃料获得制冷冷风加热蒸 汽, 通过蒸汽管道将饱和热蒸汽送至透平 105 获得机械能, 该机械能驱动交流发电机 107 发 出电能, 热电联产机组发电余热被发送至热网加热器 106 生产采暖用热水。其中, 热机采用 水蒸汽朗肯循环, 或以水蒸气朗肯循环为底层循环的布雷顿 - 郎肯热力联合循环, 其供水 温度可在 65 ~ 80℃的范围内调节。交流发电机 107 发出的电能通过输电线路 113 输送给 终端用户的空调器 108 和其他电器 ( 例如照明用电器、 电源插座及家用电器等 )。 终端用户 处的空调器 108 在电能的驱动下可为使用空调器 108 的终端用户提供制冷冷气。热网加热 器 106 生产的采暖用热水通过集中式热吸收式制冷机转换为冷水, 然后再通过管道 114 传 送给终端用户的制冷风机盘管 110 提供制冷冷气。燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 设有输 入蒸汽量的阀门①、 采暖供热出力抽汽量阀门②及发电蒸汽量阀门③。
所述终端用户处的空调器 108 通过输电线路 113 与燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 并联, 由所述燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 产生的电能驱动空调器 108 产生制冷冷风, 进而为空调用户提供制冷冷气。所述空调器 108 还包括空调器开关⑤。
请参照图 1, 所述空调器遥控开关 117 连接空调器 108, 用于控制空调器 108 的开
关。所述制冷风机盘管 110 通过管道 114 与所述集中式热吸收式制冷机相连接, 并由所述 集中式热吸收式制冷机产出的冷水流入所述制冷风机盘管 110 中产生制冷冷风。所述冷水 消耗计量表 111 与所述制冷风机盘管 110 相耦合, 用于检测所述制冷风机盘管 110 的制冷 耗冷数据。所述制冷风机盘管 110 设有开关阀门⑥。第二远程集中控制器 112 采集用户的 非采暖耗电数据再将用户的非采暖耗电数据传送给综合调度控制装置 115 ; 采集制冷风机 盘管冷水消耗计量表 111 检测的冷水消耗数据, 然后再将该冷水消耗数据传送给综合调度 控制装置 115。
请参照图 2 所示, 第二远程集中控制器 1122 包括依次连接的用户非采暖电表脉冲 计数器、 制冷冷水流量脉冲计数器、 脉冲信号编码转换器、 计量信号放大发射器, 及相互连 接的控制信号接收解码器和控制信号遥控发射器 ; 用户非采暖电表脉冲计数器用于检测用 户非采暖的耗电数据, 用户非采暖电表脉冲计数器检测得到的耗电数据经过脉冲信号编码 转换器及计量信号放大发射器处理后传送至综合调度控制装置 115 ; 制冷冷水流量脉冲计 数器连接制冷风机盘管冷水消耗计量表 111, 用于检测制冷风机盘管冷水消耗计量表 111 的制冷流量数据和制冷风机盘管与燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 之间的距离信息, 制冷 冷水流量脉冲计数器检测得到的制冷流量数据和距离信息经过脉冲信号编码转换器及计 量信号放大发射器处理后传送至综合调度控制装置 115 ; 控制信号接收解码器, 接收综合 调度控制装置 115 发出的调度控制信息并进行解码, 然后通过控制信号遥控发射器将控制 信号发送给空调器遥控开关 117、 制冷风机盘管流水阀门遥控开关 116 执行开关机动作。 第一远程集中控制器 1121, 采集燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 的燃料投入量, 蒸汽进气量, 发电出力电量, 和集中式热吸收式制冷机的供冷出力冷水流量, 并将采集的燃 煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 的燃料投入量, 蒸汽进气量, 发电出力电量, 和集中式热吸收 式制冷机的供冷出力冷水流量传送给综合调度控制装置 115。
请参照图 3 所示, 燃煤热电联产机组控制执行装置包括调度控制信号收发编码存 储器 302、 驱动电路 303 及机械齿轮控制装置 304, 所述调度控制信号经调度控制信号收发 编码存储器 302 解码以后生成燃煤热电联产机组调度控制指令, 经过驱动电路 303 输出的 电力拖动信号触发机械齿轮控制装置 304, 机械齿轮控制装置 304 再控制燃煤抽汽凝汽式 热电联产机组 A 的输入蒸汽量阀门①动作、 采暖供热出力抽汽量阀门②动作及发电蒸汽量 阀门③动作。从而控制燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 的燃料输入、 采暖用途抽汽流量及 发电用途蒸汽流量。
请参照图 4, 综合调度控制装置 115 包括 :
接收第一远程集中控制器发送的燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 (A) 的发电出力 电量和集中式热吸收式制冷机的供冷出力冷水流量的第一数据接收单元 200 ;
接收第二远程集中控制器发送的用户非采暖电表检测的耗电数据、 制冷冷水消耗 数据及用户管道距离信息的第二数据接收单元 201 ;
将接收到的所述用户非采暖耗电数据和制冷冷水消耗数据进行解码的数据解码 器 202 ;
对所述解码后的用户非采暖耗电数据和制冷冷水消耗数据进行存储的数据存储 器;
对数据存储器内所存储的数据进行计算并生成调度控制信号的调度控制信号计
算单元 204 ;
将所述调度控制信号进行编码的信号转换编码器 205 ; 及
将编码后的调度控制信号分别传递给第一远程集中控制器和第二远程集中控制 器的发送单元 206。
请参照图 5, 综合调度控制装置 115 通过电力光纤 120 与云计算服务系统 917 连 接, 并驱动云计算服务系统 917 计算, 以获得调度控制信号 ; 综合调度控制装置 115 通过电 力光纤 120 接收云计算服务系统 917 计算获得的调度控制信号, 然后经由电力电缆或无线 传输方式发布该调度控制信号给第一远程集中控制器 1121、 第二远程集中控制器 1122。
本发明包括抽汽凝汽式热电联产机组的冷电联合调度系统的调度方法包括以下 步骤 :
1) 测量——每间隔 ΔT 周期测量一次, 其中, ΔT 为采样周期, 采样次数为 T, T为 自然数
(1.1) 测量供给侧 :
测量燃煤热电联产机组 A 的发电出力 PCHP(t) 和和集中式热吸收式制冷机的冷出 力 HCHP(t) ;
(1.2) 测量用户侧 : (i = 0 ~ N, N 为用户个数 )
1.2.1)N 个用户的制冷风机盘管距燃煤抽汽凝汽式热电联产机组 A 的管道距离 Si ;
1.2.2)N 个用户的非采暖耗电量 Pi(t) ;
1.2.3)N 个用户的制冷风机盘管的耗冷量 Hi(t) ;
1.2.4)N 个用户的空调器装机容量 2) 计算 : 2.1) 计算所有用户总的非采暖用电量2.2) 根 据 2.1) 中 计 算 出 的 用 户 总 的 非 采 暖 用 电 量 Psum(t), 利用已知 SPSS(Statistical Product and Service Solutions) 统计分析方法, 预测出未来一段时间 的电力负荷 Pload(t) ; 根据 1.1) 采集的集中式热吸收式制冷机的冷出力 HCHP(t), 预测未来一 段时间的集中式热吸收式制冷机的冷出力 HCHP(t) ; 根据 1.1) 采集的燃煤热电联产机组 (A) 的发电出力 PCHP(t) 预测未来一段时间的燃煤热电联产机组 (A) 的发电出力 PCHP(t) ;
2.3) 用户分组 : 计算每个用户到热源的等效距离并做取整运算得将相同的 的用户分为同一组, si = l, 总计为 L 组 (L 为自然数 ; v 为热水在管道中 的流速 ) ;
2.4) 对 2.3) 中分得的 L 个组, 分别求出各组所有用户的总制冷负荷 Hload(l) 和空 调器容量 PEHP(l)
Hi(t, l) 为第 l 组用户 i 在 t 时刻的制冷负荷 为第 l 组用户 i 的空调器容量 3) 控制计算将 1) 中预测的各参数代入以下控制计算中 : (3.1) 目标函数 公式 (1)其中, Δp 为调节后等效用电负荷与目标负荷的标准差值, 单位 MW ;
pload(t) 为调节后等效用电负荷, 单位 MW ;
Pneed(t) 为目标负荷, 单位 MW。
平准化后的等效负荷定义如下 :
pload(t) = Pload(t)-(pCHP(t)-PCHP(t))+pEHPs(t) 公式 (2)
其中, pload(t) 为调节后等效用电负荷, 单位 MW ;
Pload(t) 为步骤 2.2) 中预测的电力负荷, 单位 MW ;
pCHP(t) 为调节后热电机组 A 的发电出力, 单位 MW ;
PCHP(t) 为预测的始热电机组 A 的发电出力, 单位 MW ;
pEHPs(t) 为 t 时所有用户空调器的耗电功率, 单位 MW。
(3.2) 约束方程
3.2.1 冷负荷平衡方程
空调器用电供冷代替集中式热吸收式制冷机冷水供冷出力的不足是方法的核心, 如果 Δh(t) 表示第 t 时段集中式热吸收式制冷机冷水供冷不足的功率, 则, 其表达式为 :
Δh(t) = |HCHP(t)-hCHP(t)| 公式 (3)
其中, Δh(t) 表示第 t 时段集中式热吸收式制冷机冷水供冷不足的功率, 单位 MW
HCHP(t) 为预测的集中式热吸收式制冷机的供冷出力, 单位 MW ;
hCHP(t) 为调节后集中式热吸收式制冷机供冷冷出力, 单位 MW。
第 t 时段集中式热吸收式制冷机冷水供给不足是由各个用户组使用空调器耗电 制冷获得的, 由于冷水传输的延时性, 冷水不足的影响也存在延时, 而这个延时随着用户组 距离的变化而变化。例如, 根据上文中将所有用户分为近似的 0, 1, .., L 用户组, 对于第 1 用户组, 冷热水流到其的时间为一个单位调度时长, 所以冷水不足也将会在第 t+1 时段影 响到第 1 用户组, 同理, 冷水不足将会在第 t+l 时段影响到第 l 用户组。终上所述, 第t时 段集中式热吸收式制冷机冷水供给不足将由 0 ~ L 用户组的空调器, 分别在 t ~ (t+l) 时 段通过用电来补偿。具体公式为 :
(T ≤ t+l ≤ 2T)公式 (4)其中, hEHP(t+l, l) 为 t+l 时刻第 l 组用户空调器的供冷功率之和, 单位 MW。
如果式中 hEHP(t, l) 可以取 0 的话, 一方面, 某些时段并不是所有用户组都参与补 偿; 另一方面, 如果超过了规定的总调度时间, 冷水供给不足仍未影响到处于远端的用户 组, 那么这些用户组也将不参与补偿。
3.2.2 抽凝式热电机组约束 :
发电出力下限 :
公式 (5) 发电出力上限 :公式 (6) 发电出力限制 : 公式 (7) 供冷出力约束 : 公式 (8) 上述公式 (5) ~ (8) 中, 分别为热电机组最大发电出力曲线和最小发电曲线的参数, 而为了避免热电联产机组供暖出力为 0 时, 重启耗时, 特别 限制了供暖出力下限为 5MW。同时在方法概述一节提到为了保证热电机组依然能够满足原 有区域电力负荷的需求, 可以另外限制热电联产发电出力大于原计划发电出力 :
pCHP(t) ≥ PCHP ; 3.2.3 用户侧空调器约束 冷电比约束 hEHP(t, l) = COPEHP·pEHP(t, l)公式 (9)空调器出力上限
0 ≤ pEHP(t, l) ≤ min(PEHP(l), Hload(l)/COP) 公式 (10)
其中, hEHP(t, l) 为 t 时刻第 l 组用户空调器的供冷功率之和, 单位 MW ;
COPEHP 为空调器性能系数 ;
pEHP(t, l) 为 t 时刻第 l 组用户空调器的耗电功率之和, 单位 MW。
最后空调器耗电供热既可以补偿冷水供暖的不足, 也可以增加电力低谷时段的负 荷, 因此, 需要求出各时段所有用户组的空调器耗电量之和 :
4) 发送控制信号到供给和用户 - 执行动作
根据 3) 优化后得执行变量, 将该执行变量信号发送至供给侧和用户, 执行具体动 作, 如下 :
A 热电联产发电出力 pCHP(t) 和集中式热吸收式制冷机的供冷出力 hCHP(t) 信号, 控 制热电联产在未来调节时间内各时段的动作
B 用户不同时刻空调器耗电量 pEHP(t, l) 和供冷量 hEHP(t, l), 控制用户侧不同距离 用户使用空调器供冷量, 以及关闭制冷风机盘管量。
所述热电联产发电出力 pCHP(t) 和制冷风机盘管的冷出力 hCHP(t) 信号和用户不同 时刻空调器耗电量 pEHP(t, l) 和供冷量 hEHP(t, l) 联合上述公式 (1) ~公式 (10) 即可得到。
请参照图 6 所示, 由图可知, 经发明调度方法调节后, 用户的用电负荷与目标负荷 曲线基本接近一致。
本发明以减少热水或冷水的输出而调节热电联产机组的发电量, 最终调节电力负 荷, 如此, 可以在大大节能的基础上, 使得预测的用电负荷与目标负荷一致。
以上所述仅为本发明的一种实施方式, 不是全部或唯一的实施方式, 本领域普通 技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换, 均为本发明
的权利要求所涵盖。