【摘 要】
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供热机组的电-热制约关系和“以热定电”模式显著降低了其调峰能力,导致我国“三北”地区弃风问题十分严重。与此同时,城市集中供热系统具有强大的储热能力,能够实现热电解耦,提升系统消纳风电的水平。本文在国家科技支撑计划的资助下,以大规模风电接入的热电联合系统为研究对象,提出充分挖掘集中供热系统的储热特性,在保证供热质量的前提下,打破“以热定电”刚性约束,实现热电解耦进而促进风电消纳的方案;围绕供热系统模
【基金项目】
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国家科技支撑计划《消纳风电的热-电联合优化规划及运行控制技术》（项目号:2015BAA01B01）
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供热机组的电-热制约关系和“以热定电”模式显著降低了其调峰能力,导致我国“三北”地区弃风问题十分严重。与此同时,城市集中供热系统具有强大的储热能力,能够实现热电解耦,提升系统消纳风电的水平。本文在国家科技支撑计划的资助下,以大规模风电接入的热电联合系统为研究对象,提出充分挖掘集中供热系统的储热特性,在保证供热质量的前提下,打破“以热定电”刚性约束,实现热电解耦进而促进风电消纳的方案;围绕供热系统模型构建和特性分析、热电联合多时间尺度调度策略及应用展开了系统性研究。论文的主要工作如下:（1）研究面向热电联合调度的供热系统简化模型及其储热特性分析。分析了供热机组、供热管网和建筑热用户的基本原理,分别考虑供热机组的电-热运行特性、供热管网的热延迟和热损耗特性、建筑物的热惯性构建了热源模型、热网模型、热用户模型以及源-网-荷热能传输模型。在所构建的模型基础之上,通过仿真实验和现场实验定性地分析了供热系统的储热特性,验证了其对热电联合系统优化运行的适用性。（2）研究基于时序递阶的热电联合多时间尺度调度策略。分别考虑供热系统在不同时间尺度的热平衡特性,构建了基于时序递阶的热电联合多时间尺度调度模式:在长时间尺度的周前阶段,建立了考虑供热总量平衡的热电联合机组组合模型;在24小时级的日前阶段,建立了考虑供热系统动态热平衡的热电联合日前调度模型;在4小时级的日内滚动阶段,建立了考虑供热系统动态热平衡的热电联合滚动调度模型;在15分钟级的日内实时阶段,建立了考虑静态热校核的热电联合实时调度模型;通过实际系统的算例仿真表明:本文所构建的多时间尺度热电联合调度模型能够逐级消纳风电,可以明显提升系统的调节能力。（3）热电联合多时间尺度调度策略的应用及验证。基于本文所提多时间尺度热电联合调度模型和方法,分别将机组组合、日前调度和日内调度应用于东北吉林地区的实际电力系统和热力系统,典型运行方式和典型运行日的运行数据应用表明:本文所提热电联合多时间尺度调度策略可以对调度计划进行逐级修正,在满足供热的前提下,消纳更多的风电。
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