PDF《基于热网与建筑物储热解耦的调峰能力提升方案》

基于热网与建筑物储热解耦的调峰能力提升方案 李平1 ,赵适宜2 ,金世军2 ,唱友义2 ,王漪2 ,李卫东1 ( 1.

大连理工大学电气工程学院,辽宁省大连市

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2. 国网辽宁省电力有限公司,辽宁省沈阳市

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0 6 ) 摘要:针对中国 三北 地区供热期热电联产机组 以热定电 运行模式所形成的电热耦合运行约束 造成系统调峰能力不足进而导致大量弃风的问题, 提出了利用热网与建筑物储热来解耦机组电热 耦合运行约束的方案.通过对促进风电消纳的潜力估算以及与现有几种消纳弃风方案的投资对 比, 分析了所提方案的技术可行性, 并通过构建热电联合调度模型给出了技术实现方法.以东北电 力调峰辅助服务市场专项改革试点为背景, 结合市场运营规则的归纳与抽象, 分析了方案实施对市 场各主体的出力和深度调峰辅助服务费用产生的影响, 在此基础上阐述了实施该方案给各主体个 体和系统整体所带来的效益.通过算例进行的验证表明, 在个体层面热电联产机组有意愿利用所 提方案主动参与调峰, 进而能够在整体层面实现系统稀缺调峰资源的优化配置. 关键词:热网与建筑物储热;

电热耦合;

调峰;

辅助服务;

风电消纳;

效益分析 收稿日期:

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修回日期:

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2 1. 上网日期:

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0 4. 国家自然科学基金资助项目(

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0 引言 在规模化风电和高比例热电联产( CH P) 并存 的中国 三北 地区, 供热期的热电联产机组运行在 以热定电 模式, 其热出力受到系统热负荷的制约 而变化较小, 其电出力又因机组受到热出力的约束 使得调节范围较小而始终处于较高水平, 形成电热 耦合运行约束, 这将导致系统调峰能力不足.在风 电高峰时段, 虽然其他纯凝火电等机组已经运行在 最小出力状态, 但是风电并网空间仍然有限, 造成严 重弃风. 解耦热电联产机组电热耦合运行约束, 以拓展 机组调峰区间, 进而提升系统调峰能力是解决 三北 地区供热期弃风问题的关键所在.目前已有方 案主要是通过包含电、 热、 冷、 氢等能源的多能互补 系统优化运行实现多种能源的相互转化和多种形式 的能量存储[

1 - 5] , 其中又以热电联合系统中引入灵活 性装置( 如蓄热罐等人工储热装置以及电锅炉和电 热泵等电热转换装置) 最为典型, 这些方案需要较大 的额外投资和设备建设用地.考虑到热网蕴藏的热 水热容量巨大以及建筑物围护结构的保 温效果显 著, 热网与建筑物可以被认为是一种天然储热装置, 并由于其拥有的巨大储热能力而备受关注[

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1 0 ] .受 人工储热装置启发, 可以利用热网与建筑物的储热 能力解耦热电联产机组的电热耦合运行约束以提升 系统调峰能力进而提高系统风电消纳水平, 该方案 的最显著优势就是由于热网与建筑物已经存在于城 镇集中供热基础设施中而无需较大额外投资, 因此 具有巨大的应用潜力. 该方案的实施, 不仅需要在技术上可行, 还需要 在经济上对方案中各主体进行一定的激励.因此有 必要围绕实施方案在调峰辅助服务市场中产生的效 益展开研究, 以明确该方案的经济激励作用, 而目前 关于该方面的研究未见报道.这项研究需要在具体 的调峰辅助服务市场为背景开展.由于各国电力市 场的实际情况均不相同, 需根据自身特殊情况制定 相应的市场机制.文献[