本發(fā)明涉及新能源與高效節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

我國北方地區(qū)風(fēng)力資源豐富，風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模逐年擴(kuò)大，然而此地區(qū)在冬季供暖期間棄風(fēng)嚴(yán)重，已經(jīng)成為制約風(fēng)電發(fā)展的首要瓶頸。風(fēng)電出力具有波動性和不確定性，其和電力負(fù)荷需求之間不匹配。

棄風(fēng)，是指在風(fēng)電發(fā)展初期，風(fēng)機(jī)處于正常情況下，由于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)接納能力不足、風(fēng)電場建設(shè)工期不匹配和風(fēng)電不穩(wěn)定等自身特點(diǎn)導(dǎo)致的部分風(fēng)電場風(fēng)機(jī)暫停的現(xiàn)象。

我國棄風(fēng)限電情況在2012年最為嚴(yán)重，當(dāng)年棄風(fēng)電量達(dá)208億千瓦時，棄風(fēng)率約17％。2013年開始出現(xiàn)好轉(zhuǎn)，棄風(fēng)率降至11％，2014年上半年更進(jìn)一步降至8.5％。而今年上半年棄風(fēng)率卻大幅回升，達(dá)15.2％。2015年上半年，全國風(fēng)電上網(wǎng)電量977億千瓦時，同比增長20.7％；全國風(fēng)電棄風(fēng)電量175億千瓦時，同比增加101億千瓦時；平均棄風(fēng)率15.2％，同比上升6.8個百分點(diǎn)。

一方面，“三北地區(qū)”風(fēng)能資源充裕，但能源消費(fèi)不足，同時受電網(wǎng)傳輸通道限制，風(fēng)電外送往往十分困難。另一方面，為滿足冬季熱負(fù)荷的需要，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組“以熱定電”的生產(chǎn)方式進(jìn)一步壓縮了風(fēng)電上網(wǎng)空間，是導(dǎo)致棄風(fēng)的主要原因。

風(fēng)電出力具有波動性和不確定性，其消納需要更多的常規(guī)火電機(jī)組提供的調(diào)節(jié)能力，但我國北方地區(qū)冬季的主要的開機(jī)火電機(jī)組是熱電聯(lián)產(chǎn)，受供熱限制其調(diào)節(jié)能力較小。在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組中加入儲熱裝置可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組熱負(fù)荷和熱出力的解耦，從而打破以熱定電的剛性約束，提高機(jī)組的靈活性。但是現(xiàn)有調(diào)度系統(tǒng)不具有調(diào)度儲熱裝置的能力，難以充分發(fā)揮儲熱裝置在風(fēng)電消納協(xié)調(diào)調(diào)度中的調(diào)節(jié)作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)調(diào)度方法，包括：

獲取系統(tǒng)的初始日前計劃數(shù)據(jù)和儲熱裝置的儲熱參數(shù)；

根據(jù)所述系統(tǒng)的初始日前計劃數(shù)據(jù)和儲熱裝置的儲熱參數(shù)，建立含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)的日前計劃模型，并制定含儲熱裝置的日前調(diào)度計劃；

獲取日內(nèi)滾動預(yù)測數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述初始日前計劃數(shù)據(jù)和日內(nèi)滾動預(yù)測數(shù)據(jù)，建立含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)運(yùn)行日內(nèi)滾動計劃模型，并制定日內(nèi)滾動調(diào)度計劃。

其中，所述系統(tǒng)包括：

常規(guī)火電機(jī)組，固定出力機(jī)組，目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和目標(biāo)風(fēng)電場，非目標(biāo)風(fēng)電場以外的風(fēng)電場。

其中，所述初始日前計劃數(shù)據(jù)和儲熱裝置的儲熱參數(shù)包括：

目標(biāo)風(fēng)電場一天96時段風(fēng)電預(yù)測曲線；

目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組一天96時段熱負(fù)荷曲線；

系統(tǒng)一天96時段電負(fù)荷曲線；

其他風(fēng)電機(jī)組一天96時段日前預(yù)測出力曲線；

目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組一天96時段機(jī)組計劃出力曲線；

固定出力機(jī)組的一天96時段出力曲線；

其他已開機(jī)組的一天96時段日前計劃出力曲線；

其他已開機(jī)組的最大出力曲線；

其他已開機(jī)組的最小出力曲線；

常規(guī)機(jī)組的爬坡率；

儲熱參數(shù)依次為最大儲熱量s^max，最大儲熱功率h^st，max，最大放熱功率h^rl，max和熱負(fù)荷損失k^loss。

其中，所述日內(nèi)滾動計劃為1天96次，每次12時段的運(yùn)行數(shù)據(jù)，具體為：p^chp，r、h^chp，r、h^st，r、h^rl，r，h^hs，r和p^wp，r。

其中，所述日內(nèi)滾動計劃所需的輸入數(shù)據(jù)包括：

起始時刻點(diǎn)：t0；

目標(biāo)風(fēng)電場從計算起始時刻點(diǎn)t0開始的接下來16時段風(fēng)電預(yù)測曲線；

熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組從計算起始時刻點(diǎn)t0開始的接下來16時段熱負(fù)荷曲線；

其他風(fēng)電機(jī)組從計算起始時刻點(diǎn)t0開始的接下來16時段預(yù)測出力；

目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組一天96時段機(jī)組日前計劃出力曲線；

目標(biāo)風(fēng)電場一天96時段機(jī)組日前計劃出力曲線；

目標(biāo)儲熱裝置一天96時段機(jī)組日前計劃儲熱量曲線；

系統(tǒng)一天96時段電負(fù)荷曲線；

熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組最初的出力計劃曲線；

固定出力機(jī)組的出力曲線；

其他已開機(jī)組的出力曲線；

其他已開機(jī)組的最大出力曲線；

其他已開機(jī)組的最小出力曲線；

目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組在計算之前已經(jīng)實(shí)際運(yùn)行的出力曲線；

當(dāng)前儲熱裝置的儲熱量曲線；

當(dāng)前回水溫度和供水溫度；

當(dāng)前儲熱裝置儲熱材料的溫度。

其中，所述建立日前計劃模型和日內(nèi)滾動計劃模型包括：

根據(jù)調(diào)度計劃編制系統(tǒng)給出的調(diào)度計劃和系統(tǒng)總負(fù)荷，獲取風(fēng)電允許的出力空間；基于所有風(fēng)電場棄風(fēng)率相同，計算棄風(fēng)結(jié)果。

其中，所述日前計劃和日內(nèi)滾動計劃模型的約束條件至少包括：電出力平衡約束、熱出力平衡約束、儲熱裝置運(yùn)行約束、機(jī)組出力約束以及熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組一天的發(fā)電量不少于初始計劃。

建立日前計劃模型和日內(nèi)滾動計劃模型中，綜合考慮電出力平衡約束、熱出力平衡約束、儲熱裝置運(yùn)行約束、機(jī)組出力約束、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組一天的發(fā)電量不少于初始計劃等約束，以參與協(xié)調(diào)調(diào)度的目標(biāo)風(fēng)電場一天中的棄風(fēng)最少為主要目標(biāo)，以儲熱裝置的動作和相對初始計劃的調(diào)整量盡可能少為次要目標(biāo)，考慮儲熱裝置的調(diào)節(jié)作用，通過微調(diào)系統(tǒng)的初始日前計劃，得到協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)的日前調(diào)度計劃和日內(nèi)滾動調(diào)度計劃。

本發(fā)明提供的含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)調(diào)度方法，充分利用熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組處建設(shè)的儲熱裝置，通過儲熱實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)熱負(fù)荷的平移，為風(fēng)電消納提供空間，從而減小棄風(fēng)實(shí)現(xiàn)對風(fēng)電的充分利用。為了應(yīng)對風(fēng)電預(yù)測的不確定性，從日前和日內(nèi)滾動兩個方面考慮儲熱對風(fēng)電消納的促進(jìn)作用，制定相應(yīng)的儲熱、熱電聯(lián)產(chǎn)和風(fēng)電場的調(diào)度計劃，使各機(jī)組出力更加合理。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)調(diào)度方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)調(diào)度方法流程示意圖，如圖1所示，該方法包括：

步驟s1，獲取系統(tǒng)的初始日前計劃數(shù)據(jù)和儲熱裝置的儲熱參數(shù)；步驟s2，根據(jù)所述系統(tǒng)的初始日前計劃數(shù)據(jù)和儲熱裝置的儲熱參數(shù)，建立含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)的日前計劃模型，并制定儲熱裝置的日前調(diào)度計劃；步驟s3，獲取日內(nèi)滾動預(yù)測數(shù)據(jù)；步驟s4，根據(jù)所述初始日前計劃數(shù)據(jù)和日內(nèi)滾動預(yù)測數(shù)據(jù)，建立含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)運(yùn)行日內(nèi)滾動計劃模型，并制定日內(nèi)滾動調(diào)度計劃。

本發(fā)明實(shí)施例提供的含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)調(diào)度方法，充分利用熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組處建設(shè)的儲熱裝置，通過儲熱實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)熱負(fù)荷的平移，為風(fēng)電消納提供空間，從而減小棄風(fēng)實(shí)現(xiàn)對風(fēng)電的充分利用。為了應(yīng)對風(fēng)電預(yù)測的不確定性，從日前和日內(nèi)滾動兩個方面考慮儲熱對風(fēng)電消納的促進(jìn)作用，制定相應(yīng)的儲熱、熱電聯(lián)產(chǎn)和風(fēng)電場的調(diào)度計劃，使各機(jī)組出力更加合理。

其中，步驟s1中，獲取系統(tǒng)的初始日前計劃數(shù)據(jù)和儲熱裝置的儲熱參數(shù)。為描述簡潔，將含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)簡稱為系統(tǒng)。

其中，步驟s2中，根據(jù)含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)的日前計劃曲線和儲熱裝置的儲熱參數(shù)，建立系統(tǒng)的日前計劃模型；

通過在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組側(cè)配置儲熱裝置，能達(dá)到解耦熱電耦合特性的目的，提高電力系統(tǒng)優(yōu)化配置能力，增強(qiáng)電網(wǎng)消納棄風(fēng)的能力。以提升風(fēng)電消納為目標(biāo)建立含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)運(yùn)行日前計劃模型，并制定儲熱裝置的日前調(diào)度計劃。

其中，步驟s3中，獲取日內(nèi)滾動預(yù)測數(shù)據(jù)；

其中，步驟s4中，根據(jù)日內(nèi)滾動預(yù)測數(shù)據(jù)和所述日前計劃模型，建立含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)運(yùn)行日內(nèi)滾動計劃模型，并制定日內(nèi)滾動調(diào)度計劃。

具體地，風(fēng)電場的滾動風(fēng)電預(yù)測結(jié)果會每隔15分鐘給出未來4個小時的預(yù)測值，因此，如果能夠根據(jù)風(fēng)電滾動預(yù)測結(jié)果實(shí)時對一天每個時段之后的未來一段時間的發(fā)電需求進(jìn)行滾動修正，從而滾動地修正各個機(jī)組的在剩余時段的出力計劃，使得機(jī)組的總出力與實(shí)際發(fā)電需求逐級接近，這樣便可以降低日前計劃的不確定性，保證各個機(jī)組的出力計劃更加合理。所以，可以認(rèn)為日內(nèi)滾動調(diào)度計劃就是對日前計劃不斷修正，不斷刷新的過程。

在日內(nèi)滾動調(diào)度計劃的制定時，不僅需要考慮風(fēng)電消納，還得保證各機(jī)組在剩余時段出力的可行性，包括滿足機(jī)組爬坡率約束，滿足有功平衡約束、爬坡率約束和儲熱約束等。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)包括：

常規(guī)火電機(jī)組，固定出力機(jī)組，目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和目標(biāo)風(fēng)電場，非目標(biāo)風(fēng)電場以外的風(fēng)電場。

建立日前計劃模型和日內(nèi)滾動計劃模型中，綜合考慮電出力平衡約束、熱出力平衡約束、儲熱裝置運(yùn)行約束、機(jī)組出力約束、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組一天的發(fā)電量不少于初始計劃等約束，以參與協(xié)調(diào)調(diào)度的目標(biāo)風(fēng)電場一天中的棄風(fēng)最少為主要目標(biāo)，以儲熱裝置的動作和相對初始計劃的調(diào)整量盡可能少為次要目標(biāo)，考慮儲熱裝置的調(diào)節(jié)作用，通過微調(diào)系統(tǒng)的初始日前計劃，得到系統(tǒng)的日前調(diào)度計劃和日內(nèi)滾動調(diào)度計劃。

在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，獲取制定所述日前調(diào)度計劃需要的初始日前計劃數(shù)據(jù)和儲熱裝置的儲熱參數(shù)包括：

目標(biāo)風(fēng)電場一天96時段風(fēng)電預(yù)測曲線：p^{wp，t，max，da}，96*1

目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組一天96時段熱負(fù)荷曲線：h^ld，96*1

系統(tǒng)一天96時段電負(fù)荷曲線：p^ld，96*1

其他風(fēng)電機(jī)組一天96時段日前預(yù)測出力：p^{wp，o，max，da，1}，p^{wp，o，max，da，2}，…，p^{wp，o，max，da，n1}，96*n1

目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組一天96時段機(jī)組計劃出力曲線：p^{chp，initial}，96*1

固定出力機(jī)組的一天96時段出力曲線(水電，抽蓄也按照固定出力機(jī)組算)：p^fix，1，p^fix，2，…，p^fix，n2，96*n2

其他已開機(jī)組的一天96時段日前計劃出力曲線：p^{tp，initial，1}，p^{tp，initial，2}，…，p^{tp，initial，n3}，96*n3

其他已開機(jī)組的最大出力曲線：p^{tp，max，1}，p^{tp，max，2}，…，p^{tp，max，n3}，96*n3

其他已開機(jī)組的最小出力曲線：p^{tp，min，1}，p^{tp，min，2}，…，p^{tp，min，n3}，96*n3

常規(guī)機(jī)組的爬坡率：r^tp，1，r^tp，2，…，r^tp，n3，1*n3

儲熱裝置的儲熱參數(shù)依次為最大儲熱量s^max，最大儲熱功率h^st，max，最大放熱功率h^{rl，max}，熱損失率k^loss。

日前調(diào)度算法使用的決策變量有：目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組電出力曲線p^chp，da，目標(biāo)風(fēng)電場電出力曲線p^{wp，t，da}，全網(wǎng)其他火電機(jī)組總電出力曲線p^tp，da，儲熱裝置儲熱/放熱速率曲線h^tes，da(正表示儲熱工況，負(fù)表示放熱工況)，儲熱裝置儲熱量曲線φ^da，目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱出力曲線h^chp，da，儲熱裝置儲熱速率曲線h^st，da，儲熱裝置儲熱速率曲線h^rl，da以及供熱首站與熱網(wǎng)水的換熱速率曲線h^hs，da等。

其中，固定出力機(jī)組的計劃不進(jìn)行調(diào)整；非固定出力的常規(guī)火電機(jī)組看作是一個等值機(jī)組，其最大最小出力和爬坡率是各個被等值機(jī)組之和。

在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，建立日前計劃模型包括：

首先準(zhǔn)備工作，計算最大風(fēng)電出力空間為：

式中，p^ld——全網(wǎng)電負(fù)荷日前預(yù)測曲線；

p^{chp，initial}——初始日前計劃中目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組電出力曲線；

p^fix，i——初始日前計劃中固定出力機(jī)組電出力曲線；

p^{tp，initial，i}——初始日前計劃中其他火電機(jī)組電出力曲線。

風(fēng)電利用率為：

式中，p^{wp，t，max，da}——日前預(yù)測中目標(biāo)風(fēng)電場的最大出力曲線；

p^{wp，o，max，da，i}——日前預(yù)測中其他風(fēng)電場的最大出力曲線。于是在等棄風(fēng)率原則下得到各風(fēng)電場的初始出力計劃為：

p^{wp，t，initial}＝rdap^{wp，t，max，da}

p^{wp，o，initial，i}＝rdap^{wp，o，max，da，i}，i＝1，2，...，n1

式中，p^{wp，t，initial}——未考慮儲熱裝置的目標(biāo)風(fēng)電場出力曲線；

p^{wp，o，initial，i}——未考慮儲熱裝置的其他風(fēng)電場出力曲線。

本系統(tǒng)只調(diào)整目標(biāo)風(fēng)電場、目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和其他火電機(jī)組(其他火電機(jī)組看做一個機(jī)組)的出力計劃，其他風(fēng)電場和固定出力機(jī)組的出力不做調(diào)整。除其他風(fēng)電場和固定出力機(jī)組外，剩余可分配電負(fù)荷為：

式中，p^ld——全網(wǎng)電負(fù)荷日前預(yù)測曲線；

p^{wp，o，initial，i}——未考慮儲熱裝置的其他風(fēng)電場出力曲線；

p^fix，i——初始日前計劃中固定出力機(jī)組電出力曲線。

剩余電負(fù)荷將在目標(biāo)風(fēng)電場、目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和其他火電機(jī)組之間進(jìn)行分配。

有棄風(fēng)時，認(rèn)為初始計劃中火電機(jī)組已壓到最低出力，若繼續(xù)壓低火電出力將忽視初始計劃關(guān)于安全穩(wěn)定等諸多因素的考慮。當(dāng)前不可繼續(xù)向下調(diào)整火電出力，火電機(jī)組最小出力邊界替換為初始日前計劃中火電機(jī)組出力：

式中，p^{tp，initial，i}——初始日前計劃中其他火電機(jī)組電出力曲線；

p^tp，min——全網(wǎng)其他火電機(jī)組最小電出力之和。

對于有棄風(fēng)時熱電機(jī)組沒有壓低到最小出力邊界的情況，按照熱電機(jī)組熱電出力外特性調(diào)整有棄風(fēng)時熱電機(jī)組的熱負(fù)荷，使協(xié)調(diào)調(diào)度遵從邊界上的熱電出力耦合特性。

以協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化日前計劃時以目標(biāo)風(fēng)電場一天的棄風(fēng)最少為主要目標(biāo)。目標(biāo)函數(shù)為：

式中，pt^{wp，t，max，da}——日前預(yù)測中t時刻目標(biāo)風(fēng)電場的最大出力；

pt^{wp，t，da}——日前計劃中t時刻目標(biāo)風(fēng)電場的電出力。

避免協(xié)調(diào)調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化日前計劃時隨意動作儲熱裝置，保證動作的有效性，延長儲熱裝置的壽命，減少運(yùn)行成本。目標(biāo)函數(shù)為：

式中，ht^tes，da——日前計劃中t時刻儲熱裝置的儲放熱功率(正表示儲熱工況，負(fù)表示放熱工況)。

為增加風(fēng)電消納，協(xié)調(diào)調(diào)度中需要調(diào)整日前計劃的只有目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和全網(wǎng)其他火電機(jī)組，由于電出力平衡約束的存在，這里只需要保證全網(wǎng)其他火電機(jī)組的總電出力日前計劃調(diào)整量最小。目標(biāo)函數(shù)為：

式中，pt^{tp，initial}——初始日前計劃中t時刻全網(wǎng)其他火電機(jī)組的總電出力；

pt^tp，da——日前計劃中t時刻全網(wǎng)其他火電機(jī)組的總電出力。

在f2，f3前添加很小的系數(shù)以保證f1為優(yōu)化的主要目標(biāo)，調(diào)整日前計劃時總體目標(biāo)函數(shù)為

minf＝f1+αf2+βf3

根據(jù)需滿足的約束條件，獲得日前計劃模型輸出結(jié)果，其中，需滿足的約束條件包括：

(1)電出力平衡約束

在任何時刻，目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組、目標(biāo)風(fēng)電場和其他火電機(jī)組的電出力之和等于剩余可分配電負(fù)荷。

pt^ld，da＝p^tchp，da+pt^{wp，t，da}+pt^tp，da

(2)熱出力平衡約束

a)熱負(fù)荷可由放熱工況的儲熱裝置和供熱首站滿足：

式中，——t時刻目標(biāo)熱電機(jī)組的熱負(fù)荷日前預(yù)測；

——日前計劃中t時刻儲熱裝置的放熱功率；

——日前計劃中t時刻供熱首站的換熱功率。

b)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的供熱抽汽用于儲熱裝置儲熱和供熱首站換熱：

式中，——日前計劃中t時刻目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的熱出力；

——日前計劃中t時刻儲熱裝置的儲熱功率。

(3)儲熱裝置運(yùn)行約束

a)容量約束

電熱協(xié)調(diào)日前計劃中儲熱裝置的儲熱量不能超過其最大儲熱量。

式中，——日前計劃中t時刻儲熱裝置的儲熱量；

φ^max——儲熱裝置的最大儲熱量。

b)儲放熱功率約束

儲熱裝置的儲熱速率和放熱速率受到換熱器換熱功率的限制。

式中，h^st，max——儲熱裝置最大儲熱功率；

h^rl，max——儲熱裝置最大放熱功率。

c)狀態(tài)約束

儲熱裝置不會同時儲熱和放熱，實(shí)際儲放熱速率為(正表示儲熱工況，負(fù)表示放熱工況)

儲熱裝置的儲熱量受到前一時刻儲熱量、儲放熱功率和漏熱損失的影響。

式中，k^loss——單位時間內(nèi)儲熱裝置的熱損失率；

δt——時間間隔。

儲熱裝置的運(yùn)行方式具有周期性，因此要求一個運(yùn)行周期(一天)后儲熱裝置的儲熱量回復(fù)到初始狀態(tài)。

式中，——儲熱裝置的初始儲熱量。

(4)機(jī)組出力約束

a)目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組電熱出力

目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的熱電出力坐標(biāo)落在外特性圖中邊界上方。

kab——邊界ab的斜率；

kbc——邊界bc的斜率；

bab——邊界ab的截距。

b)風(fēng)電場出力和其他火電機(jī)組出力

0≤pt^{wp，t，da}≤pt^{wp，t，max，da}

p^tp，min≤pt^tp，da≤p^tp，max

c)爬坡率約束

r^chp——目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的最大爬坡率；

r^tp——其他火電機(jī)組的最大爬坡率之和。

(5)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組一天的發(fā)電量不少于初始計劃

為保證參與協(xié)調(diào)調(diào)度的熱電廠利益，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組一天的發(fā)電量應(yīng)當(dāng)不少于初始計劃。

日前計劃程序按照以上算法進(jìn)行優(yōu)化，最終輸出結(jié)果包括：目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組電出力曲線p^chp，da、目標(biāo)風(fēng)電場電出力曲線p^{wp，t，da}、其他火電機(jī)組電出力曲線p^tp，da、儲熱裝置儲熱/放熱速率曲線h^tes，da、儲熱裝置儲熱量曲線φ^da，將以上結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫并下發(fā)。

在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，所制定的日內(nèi)滾動計劃為1天96次，每次12時段的運(yùn)行數(shù)據(jù)，具體為：p^chp，r，h^chp，r，h^st，r，h^rl，r，h^hs，r和p^wp，r。

日內(nèi)滾動計劃使用15分鐘為1個時段，每天有96個時段，根據(jù)風(fēng)電滾動預(yù)測結(jié)果實(shí)時對一天每個時段之后的未來3個小時的發(fā)電需求進(jìn)行滾動修正。

在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，獲取日內(nèi)滾動計劃所需的輸入數(shù)據(jù)包括：

需要計算的起始時刻點(diǎn)：t0；

目標(biāo)風(fēng)電場從計算起始時刻點(diǎn)t0開始的接下來16時段風(fēng)電預(yù)測曲線：p^{wp，t，max，r}，16*1；

熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組從計算起始時刻點(diǎn)t0開始的接下來16時段熱負(fù)荷曲線：h^ld，r，16*1；

其他風(fēng)電機(jī)組從計算起始時刻點(diǎn)t0開始的接下來16時段預(yù)測出力：p^{wp，o，max，1}，p^{wp，o，max，2}，…，p^{wp，o，max，n1}，16*n1；

目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組一天96時段機(jī)組日前計劃出力曲線：p^chp，da，96*1；

目標(biāo)風(fēng)電場一天96時段機(jī)組日前計劃出力曲線：p^{wp，t，da}，96*1；

目標(biāo)儲熱裝置一天96時段機(jī)組日前計劃儲熱量曲線：φ^da，97*1；

系統(tǒng)一天96時段電負(fù)荷曲線：p^ld，96*1；

熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組最初的出力計劃曲線：p^{chp，initial}，96*1；

固定出力機(jī)組的出力曲線(水電，抽蓄也按照固定出力機(jī)組算)：p^fix，1，p^fix，2，…，p^fix，n2，96*n2；

其他已開機(jī)組的出力曲線：p^{tp，initial，1}，p^{tp，initial，2}，…，p^{tp，initial，n3}，96*n3；

其他已開機(jī)組的最大出力曲線：p^{tp，max，1}，p^{tp，max，2}，…，p^{tp，max，n3}，96*n3；

其他已開機(jī)組的最小出力曲線：p^{tp，min，1}，p^{tp，min，2}，…，p^{tp，min，n3}，96*n3；

目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組在計算之前已經(jīng)實(shí)際運(yùn)行的出力曲線：p^chp，real，1*(t0－1)；

當(dāng)前儲熱裝置的儲熱量曲線：φ^real，1*(t0－1)；

當(dāng)前回水溫度和供水溫度：t^{hs，in，real}，t^{hs，out，real}，1*(t0－1)；

當(dāng)前儲熱裝置儲熱材料的溫度(給平均值即可)：t^tes，real，1*(t0－1)。

滾動計劃算法使用的決策變量有：目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組電出力曲線p^chp，r，目標(biāo)風(fēng)電場電出力曲線p^{wp，t，r}，其他火電機(jī)組電出力曲線p^tp，r，儲熱裝置儲熱/放熱速率曲線h^tes，r(正表示儲熱工況，負(fù)表示放熱工況)，儲熱裝置儲熱量曲線φ^r，目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱出力曲線h^chp，r，儲熱裝置儲熱速率曲線h^st，r，儲熱裝置儲熱速率曲線h^rl，r，供熱首站與熱網(wǎng)水的換熱速率曲線h^hs，r等。

在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，建立含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)運(yùn)行日內(nèi)滾動計劃模型包括：

首先進(jìn)行準(zhǔn)備工作，計算最大風(fēng)電出力空間：

式中，p^ld，r——全網(wǎng)電負(fù)荷日前預(yù)測曲線；

p^{chp，initial，r}——初始日前計劃中目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組電出力曲線；

p^{fix，i，r}——初始日前計劃中固定出力機(jī)組電出力曲線；

p^{tp，initial，i，r}——初始日前計劃中其他火電機(jī)組電出力曲線。

風(fēng)電利用率為:

式中，p^{wp，t，max，r}——日前預(yù)測中目標(biāo)風(fēng)電場的最大出力曲線；

p^{wp，o，max，r，i}——日前預(yù)測中其他風(fēng)電場的最大出力曲線。

然后，在等棄風(fēng)率原則下得到各風(fēng)電場的初始出力計劃:

p^{wp，t，initial}＝rrp^{wp，t，max，r}

p^{wp，o，initial，i}＝rrp^{wp，o，max，r，i}，i＝1，2，...，n1

式中，p^{wp，t，initial}——未考慮儲熱裝置的目標(biāo)風(fēng)電場出力曲線；

p^{wp，o，initial，i}——未考慮儲熱裝置的其他風(fēng)電場出力曲線。

除其他風(fēng)電場和固定出力機(jī)組外，剩余可分配電負(fù)荷為：

式中，p^ld——全網(wǎng)電負(fù)荷日前預(yù)測曲線；

p^{wp，o，initial，i，r}——未考慮儲熱裝置的其他風(fēng)電場出力曲線；

p^{fix，i，r}——初始日前計劃中固定出力機(jī)組電出力曲線。

剩余電負(fù)荷將在目標(biāo)風(fēng)電場、目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和其他火電機(jī)組之間進(jìn)行分配。

當(dāng)前同樣考慮到，初始日前計劃有棄風(fēng)時，火電機(jī)組已壓到最低出力，火電機(jī)組最小出力邊界替換為初始計劃中火電機(jī)組出力。根據(jù)日前計劃時計算的風(fēng)電利用率rda修正其他火電機(jī)組出力下限。

式中，p^tp，min——初始日前計劃中其他火電機(jī)組電出力曲線；

p^{tp，initial，i}——全網(wǎng)其他火電機(jī)組最小電出力之和。

與日前計劃調(diào)整熱負(fù)荷的過程一致，滾動計劃也要調(diào)整有棄風(fēng)時熱電機(jī)組的熱負(fù)荷。

然后，確定目標(biāo)函數(shù)，綜合考慮參與協(xié)調(diào)調(diào)度的目標(biāo)風(fēng)電場一天中的棄風(fēng)最少、儲熱裝置的動作盡可能少和計劃調(diào)整量最少等目標(biāo)，滾動計劃的目標(biāo)函數(shù)確定為：

式中，pt^{wp，t，max，r}——日前預(yù)測中t時刻目標(biāo)風(fēng)電場的最大出力；

pt^{wp，t，r}——日前計劃中t時刻目標(biāo)風(fēng)電場的電出力；

h^tes，r——日前計劃中t時刻儲熱裝置的儲放熱功率(正表示儲熱工況，負(fù)表示放熱工況)；

pt^{tp，initial}——初始日前計劃中t時刻全網(wǎng)其他火電機(jī)組的總電出力；

pt^tp，r——日前計劃中t時刻全網(wǎng)其他火電機(jī)組的總電出力。

根據(jù)需滿足的約束條件，獲得最終輸出結(jié)果，需滿足的約束條件包括：

(1)電出力平衡約束

pt^ld，r＝pt^chp，r+pt^{wp，t，r}+pt^tp，r

(2)熱出力平衡約束

式中，ht^ld——t時刻目標(biāo)熱電機(jī)組的熱負(fù)荷日前預(yù)測；

ht^rl，r——日前計劃中t時刻儲熱裝置的放熱功率；

ht^hs，r——日前計劃中t時刻供熱首站的換熱功率；

ht^chp，r——日前計劃中t時刻目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的熱出力；

ht^st，r——日前計劃中t時刻儲熱裝置的儲熱功率。

(3)儲熱裝置運(yùn)行約束

式中，——日前計劃中t時刻儲熱裝置的儲熱量；

φ^max——儲熱裝置的最大儲熱量；

h^st，max——儲熱裝置最大儲熱功率；

h^rl，max——儲熱裝置最大放熱功率；

k^loss——單位時間內(nèi)儲熱裝置的熱損失率；

δt——時間間隔。

滾動計劃時初始儲熱量取為廠站級能量管理系統(tǒng)提供的實(shí)時儲熱量：

(4)機(jī)組出力約束包括：

a)目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組電熱出力

式中，kab——邊界ab的斜率；

kbc——邊界bc的斜率；

bab——邊界ab的截距。

b)風(fēng)電場出力和其他火電機(jī)組出力

0≤pt^wp，t，r≤pt^{wp，t，max，r}

p^{tp，min}≤pt^tp，r≤p^tp，max

c)爬坡率約束

式中，r^chp——目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的最大爬坡率；

r^tp——其他火電機(jī)組的最大爬坡率之和。

(d)第一點(diǎn)爬坡率約束

(5)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組一天的發(fā)電量不少于初始計劃：

式中，pt^{chp，r，history}——t0時刻前已完成的滾動計劃歷史數(shù)據(jù)；

pt^chp，da——目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的日前計劃。

日內(nèi)滾動計劃按照以上算法進(jìn)行優(yōu)化，最終輸出結(jié)果包括：目標(biāo)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組電出力曲線p^chp，r、目標(biāo)風(fēng)電場電出力曲線p^{wp，t，r}、其他火電機(jī)組電出力曲線p^tp，r、儲熱裝置儲熱/放熱速率曲線h^tes，r以及儲熱裝置儲熱量曲線φ^r，將以上結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫并下發(fā)。

系統(tǒng)以提升風(fēng)電消納為目標(biāo)，根據(jù)風(fēng)電滾動預(yù)測結(jié)果實(shí)時對一天每個時段之后的未來3個小時的發(fā)電需求進(jìn)行滾動修正。滾動計劃制定時，不僅會考慮消納棄風(fēng)，還能保證各機(jī)組在剩余時段出力的可行性，滿足有功平衡約束、爬坡率約束、儲熱約束等。

本發(fā)明提供的含儲熱的熱電聯(lián)產(chǎn)與風(fēng)電協(xié)調(diào)調(diào)度方法，充分利用熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組處建設(shè)的儲熱裝置，通過儲熱實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)熱負(fù)荷的平移，為風(fēng)電消納提供空間，從而減小棄風(fēng)實(shí)現(xiàn)對風(fēng)電的充分利用。為了應(yīng)對風(fēng)電預(yù)測的不確定性，從日前和日內(nèi)滾動兩個方面考慮儲熱對風(fēng)電消納的促進(jìn)作用，制定相應(yīng)的儲熱、熱電聯(lián)產(chǎn)和風(fēng)電場的調(diào)度計劃，使各機(jī)組出力更加合理。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然能夠?qū)η笆龈鱾€實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各個實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。