考慮建築熱動態特性的電熱能源系統協調運行模型研究

《考慮建築熱動態特性的電熱能源系統協調運行模型研究》是依託大連理工大學,由王海霞擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：考慮建築熱動態特性的電熱能源系統協調運行模型研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王海霞

項目摘要

針對我國三北地區因風熱衝突而導致的風電消納困難，本研究將建築儲熱納入到我國電熱能源系統協調運行體系中，以充分發揮與電力系統耦合的熱力系統的柔性，提高電力系統靈活運行能力，促進可再生能源大規模消納。通過研究建築熱動態特性，探尋適用於電熱協調運行的簡化而有效的建築熱動態特性模型，建立熱電廠供熱區域內建築熱負荷的總體模型，研究考慮建築熱動態特性的電熱協調運行模型，為促進大規模可再生能源消納提供理論參考。

結題摘要

規模化風電和高比例熱電聯產並存的我國三北地區，供暖期負荷低谷時段因熱電聯產機組以熱定電運行方式而導致系統調峰能力不足，進而產生嚴重棄風。一種有效的解決思路是，充分發揮與電力系統耦合的熱力系統的柔性，協調運行電熱能源系統。作為終端熱負荷，建築物具有天然的、無需額外投資的巨大儲熱能力。本項目即將建築儲熱納入到我國電熱能源系統協調運行體系中，以更有力地促進系統經濟運行和可再生能源消納。通過研究，取得了如下研究成果：基於熱力學原理，將複雜的建築物室內熱力動態平衡特性進行抽象，建立了建築熱動態特性基礎數學模型；建立了考慮建築熱動態特性的電熱聯合調度基礎模型，在滿足系統電負荷和建築物採暖熱負荷需求，同時滿足電力系統和熱力系統相關約束的前提下，通過協調各機組的電、熱出力，實現風電消納水平的提升和系統總運行成本的降低；建立了考慮不同建築物熱需求特性的電熱聯合運行模型，進一步利用公共建築的熱需求調節潛力，實現更大程度的電熱協調效益；建立了考慮建築儲熱特性的多區域電熱協調運行模型，當某區域的建築儲熱能力在能夠消納自身風電的同時尚有剩餘儲熱容量時，可通過電力聯絡線這一橋樑幫助其他區域消納風電，實現更大範圍的電熱協調；建立了基於自回歸分布滯後時間序列的集中供熱系統整體熱動態特性簡化模型與分層熱電聯合調度模型，使模型的變數數量和計算時間有效減少，可減輕電力調度控制中心設備層面的計算難度和通信壓力以及人員層面的認知負擔，為在擁有多個集中供熱系統的大規模區域中套用提供了可行手段。此外，結合調峰輔助服務市場背景，對考慮熱動態特性的電熱協調運行調峰輔助服務進行的效益分析，對所建立模型的套用進行了初步探索。項目工作論證了將建築儲熱納入到電熱能源系統協調運行體系中的可行性，建立了考慮建築熱動態特性的電熱能源系統協調運行框架，可為促進大規模可再生能源消納提供有益參考。