考慮需求響應(yīng)和風(fēng)電供熱的電熱聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度

裴玥瑤，杜欣慧，李 鋼，劉浩洋

(太原理工大學(xué) 電氣與動(dòng)力工程學(xué)院，太原 030024)

近年來(lái)我國(guó)清潔能源發(fā)展迅速，伴隨風(fēng)電裝機(jī)容量逐年增長(zhǎng)，北方地區(qū)棄風(fēng)問(wèn)題突出。一方面風(fēng)電本身隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性導(dǎo)致風(fēng)電并網(wǎng)困難；另一方面，在供暖季“三北”地區(qū)存在風(fēng)熱矛盾問(wèn)題，即熱電廠中熱電聯(lián)產(chǎn)(combined heat and power,CHP)機(jī)組“以熱定電”模式運(yùn)行[1]，存在“熱電耦合”，造成系統(tǒng)調(diào)峰能力不足，而風(fēng)電具有反調(diào)峰特性，兩者矛盾加劇了風(fēng)電消納難題，棄風(fēng)形勢(shì)嚴(yán)峻。

為解決風(fēng)電消納難題，從電源側(cè)考慮，國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究配置儲(chǔ)能方案配合風(fēng)電消納，形式有電儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱裝置和抽水蓄能電廠[2-3]。文獻(xiàn)[4]在熱電廠配置儲(chǔ)熱并建立電熱調(diào)度模型，系統(tǒng)調(diào)峰能力增強(qiáng)有利于風(fēng)電消納和節(jié)能減排。能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，風(fēng)電通過(guò)電鍋爐供熱也是解決風(fēng)電消納的另一出路，實(shí)際運(yùn)行情況表明風(fēng)電供暖項(xiàng)目增加了冬季低谷期的電網(wǎng)負(fù)荷，從一定程度上提高了風(fēng)電消納能力[5]。文獻(xiàn)[6]通過(guò)合理配置風(fēng)電供熱設(shè)備，分析了風(fēng)電獨(dú)立供熱、與熱電廠互補(bǔ)供熱兩種方案的運(yùn)行策略，文獻(xiàn)[7]詳細(xì)比較兩種方案的節(jié)煤效益，其中互補(bǔ)供熱模式代替燃煤鍋爐的節(jié)煤效果更好。

從用戶側(cè)考慮，國(guó)外電力市場(chǎng)、多能源微網(wǎng)相關(guān)研究利用需求響應(yīng)實(shí)現(xiàn)柔性配置電負(fù)荷、熱負(fù)荷，提高新能源的綜合利用效率[8]。文獻(xiàn)[9]在含風(fēng)電電力系統(tǒng)模型中引入需求響應(yīng)，滿足用戶用電滿意度情況下調(diào)整負(fù)荷曲線，源荷協(xié)調(diào)優(yōu)化配合風(fēng)電并網(wǎng)。文獻(xiàn)[10]考慮電熱負(fù)荷需求響應(yīng)，建立微網(wǎng)能源綜合優(yōu)化規(guī)劃模型。綜上所述，需求響應(yīng)改善負(fù)荷特性，增加風(fēng)電上網(wǎng)空間基礎(chǔ)上，若使用電鍋爐供熱可以進(jìn)一步減少棄風(fēng)。

在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，本文在電熱聯(lián)合系統(tǒng)模型中實(shí)施分時(shí)電價(jià)機(jī)制(time-of-use price,TOU)形成負(fù)荷側(cè)價(jià)格需求響應(yīng)，在此基礎(chǔ)上以蓄熱式電鍋爐與熱電廠互補(bǔ)供熱作為消納風(fēng)電的主要手段參與源荷協(xié)調(diào)進(jìn)行日前調(diào)度，通過(guò)合理配置以提高系統(tǒng)能源利用率。

1 需求響應(yīng)對(duì)風(fēng)電消納影響

需求響應(yīng)(demand response,DR)指電力用戶針對(duì)市場(chǎng)價(jià)格信號(hào)或激勵(lì)機(jī)制主動(dòng)改變?cè)须娏οM(fèi)模式的行為，用戶通過(guò)需求響應(yīng)資源與電網(wǎng)互動(dòng)。我國(guó)需求側(cè)管理仍以分時(shí)管理和有序用電為主，由調(diào)度中心分配的負(fù)荷調(diào)整量進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，采用電價(jià)、激勵(lì)形式將其分配給內(nèi)部各響應(yīng)負(fù)荷。TOU機(jī)制下日前調(diào)度劃分峰谷平時(shí)段并對(duì)應(yīng)峰谷平電價(jià)，以電價(jià)為信號(hào)引導(dǎo)用戶行為響應(yīng)，部分可調(diào)負(fù)荷由電費(fèi)高的負(fù)荷高峰時(shí)段轉(zhuǎn)移至電費(fèi)低同時(shí)棄風(fēng)發(fā)生概率高的負(fù)荷低谷時(shí)段，有助于擴(kuò)大風(fēng)電并網(wǎng)空間以減少棄風(fēng)。

本文采用電價(jià)需求彈性矩陣構(gòu)建DR模型[11]，彈性矩陣中的元素時(shí)刻i對(duì)時(shí)刻j的響應(yīng)系數(shù)定義為

(1)

式中：Δpi為響應(yīng)后時(shí)刻i的負(fù)荷變化量；p為時(shí)刻i的原始負(fù)荷；Δcj為響應(yīng)后時(shí)刻j的電價(jià)變化量；c為時(shí)刻j的初始電價(jià)。i=j時(shí)為自響應(yīng)系數(shù)，i≠j時(shí)為互響應(yīng)系數(shù)，自響應(yīng)系數(shù)一般為負(fù)數(shù)，互響應(yīng)系數(shù)為正數(shù)，不同類型負(fù)荷和用戶應(yīng)對(duì)同一電價(jià)變化的響應(yīng)程度不同，電價(jià)彈性系數(shù)不同。將一天不同時(shí)段統(tǒng)一劃分為峰、谷、平(峰平谷分別用下標(biāo)p、f、v表示)三種時(shí)段，對(duì)同類用戶或統(tǒng)計(jì)后用戶整體，峰谷平彈性矩陣E可表示為

(2)

響應(yīng)后，峰谷平負(fù)荷可表示為

(3)

用戶在分時(shí)電價(jià)引導(dǎo)下，改變用電習(xí)慣、減少電費(fèi)支出，也會(huì)使用電體驗(yàn)的舒適度降低；另一方面也存在不活躍用戶因響應(yīng)分時(shí)電價(jià)帶來(lái)的收益相對(duì)較小并未改變用電習(xí)慣，整體表現(xiàn)為用戶群體響應(yīng)程度存在一定限值。電力市場(chǎng)中，用電經(jīng)濟(jì)度和用電舒適度構(gòu)成響應(yīng)行為中的用電評(píng)價(jià)：

(4)

(5)

式中：Ecost為用電經(jīng)濟(jì)度；Ecosy為用電舒適度；c(t)為響應(yīng)后t時(shí)刻電價(jià)；P(t)為響應(yīng)后t時(shí)刻負(fù)荷；P0(t)為響應(yīng)前t時(shí)刻負(fù)荷。Ecost小于1表示響應(yīng)后電費(fèi)支出減少；響應(yīng)前用電舒適度最高，響應(yīng)后用電量改變，Ecosy減小，用電舒適度降低。

2 風(fēng)電供熱與熱電廠互補(bǔ)供熱

抽汽式熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組是本文電熱聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，其單機(jī)容量大，主要承擔(dān)集中供暖任務(wù)并兼顧區(qū)域供電，通過(guò)在汽輪機(jī)蒸汽循環(huán)中抽汽供熱，綜合能源利用率比常規(guī)火電機(jī)組和供熱鍋爐組合效率高，但存在電熱耦合約束，在滿足區(qū)域熱負(fù)荷同時(shí)強(qiáng)迫發(fā)電。CHP機(jī)組因承擔(dān)基本穩(wěn)定的熱負(fù)荷，若非檢修或故障無(wú)法退出運(yùn)行，負(fù)荷低谷時(shí)調(diào)峰困難，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)主要依靠中溫中壓火電機(jī)組調(diào)峰，在電負(fù)荷低谷時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)困難造成棄風(fēng)現(xiàn)象。抽汽式CHP機(jī)組運(yùn)行特性如圖1所示，運(yùn)行特性體現(xiàn)電熱耦合關(guān)系程度。ABCD為機(jī)組運(yùn)行邊界，線段AB、CD反映等進(jìn)汽量運(yùn)行工況，斜率cv表示增加抽汽量后減少的發(fā)電功率與增加供熱功率的比值；BC為背壓工況即高壓蒸汽膨脹做功后全部供熱，斜率cm是背壓系數(shù)。若某時(shí)刻熱負(fù)荷為Ph,L，機(jī)組運(yùn)行范圍限定在Z1、Z2點(diǎn)之間，改變進(jìn)汽量可以改變有功輸出，但調(diào)節(jié)不靈活。

圖1 機(jī)組運(yùn)行特性Fig.1 Extraction unit’s running characteristic

風(fēng)電供熱項(xiàng)目以電鍋爐和蓄熱裝置配合為主要設(shè)備，可以改善棄風(fēng)現(xiàn)象并一定程度解耦熱電耦合。運(yùn)行方式主要分為電鍋爐獨(dú)立供熱和與熱電廠互補(bǔ)供熱，互補(bǔ)供熱時(shí)電鍋爐工作方式又存在電鍋爐僅夜間工作方式和電鍋爐跟蹤風(fēng)電供熱方式。電鍋爐獨(dú)立供熱一般選擇遠(yuǎn)離熱網(wǎng)或新建的供熱區(qū)域供熱，依托附近風(fēng)電場(chǎng)，供熱可靠性低?；パa(bǔ)供熱中電鍋爐及蓄熱設(shè)備在熱電廠中與CHP機(jī)組協(xié)同供熱，利用已有區(qū)域熱網(wǎng)，電鍋爐僅夜間工作方式仍可能存在棄風(fēng)，而跟蹤風(fēng)電供熱可以進(jìn)一步減少棄風(fēng)。本文討論風(fēng)電供熱與熱電廠互補(bǔ)供熱，電鍋爐跟蹤風(fēng)電供熱并為蓄熱裝置蓄熱，蓄熱裝置靈活儲(chǔ)放熱能減少一次能源消耗。電鍋爐功率模型化為基本制熱功率和蓄熱制熱功率，基本制熱參與熱網(wǎng)供熱，蓄熱制熱在棄風(fēng)時(shí)段為蓄熱裝置蓄熱。

蓄熱裝置使用高溫水或固態(tài)介質(zhì)蓄熱，在非棄風(fēng)時(shí)段代替電鍋爐供熱，在棄風(fēng)時(shí)段由電鍋爐供能蓄熱。若電鍋爐滿足基本制熱負(fù)荷且蓄熱量充足，蓄熱裝置額外向熱網(wǎng)供熱。蓄熱設(shè)備熱損失很小，工程問(wèn)題可忽略其影響。

在互補(bǔ)供熱模式下，CHP機(jī)組的供熱負(fù)荷改變，運(yùn)行特性中調(diào)節(jié)范圍相應(yīng)改變。在有棄風(fēng)情況下，風(fēng)電供熱承擔(dān)一定熱負(fù)荷，CHP機(jī)組承擔(dān)熱負(fù)荷Ph,L減少，線段Z1Z2左移且長(zhǎng)度增加，機(jī)組強(qiáng)迫出力減少，增加風(fēng)電消納空間；若短時(shí)間無(wú)棄風(fēng)情況下，蓄熱代替電鍋爐供熱，仍有風(fēng)電上網(wǎng)空間。若長(zhǎng)時(shí)間無(wú)棄風(fēng)且蓄熱量不足即電鍋爐-蓄熱裝置無(wú)法滿足基本制熱負(fù)荷，CHP機(jī)組補(bǔ)充供熱。

3 電熱聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型

3.1 目標(biāo)函數(shù)

在滿足系統(tǒng)電負(fù)荷和熱負(fù)荷條件下，根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和風(fēng)電出力預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行日前調(diào)度，目標(biāo)函數(shù)設(shè)定系統(tǒng)成本最小為經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化，包含常規(guī)機(jī)組成本、CHP機(jī)組運(yùn)行成本和風(fēng)電棄風(fēng)懲罰成本，表示如下：

(6)

(7)

式中：Pg,t為t時(shí)刻機(jī)組的有功功率；pM為燃煤?jiǎn)挝怀杀?；ag，bg，cg為常規(guī)機(jī)組的運(yùn)行煤耗參數(shù)。

CHP機(jī)組相比常規(guī)火電機(jī)組，一部分凝汽供熱，供熱工況下熱出力Ph,t和電出力Pe,t可折算為純凝工況電出力Pc,t，換算關(guān)系和換算后單一CHP機(jī)組運(yùn)行成本可表示為：

Pc,t=Pe,t+cvPh,t.

(8)

(9)

式中：cv為背壓工況參數(shù)；ac，bc，cc為CHP機(jī)組的運(yùn)行煤耗參數(shù)。

3.2 約束條件

3.2.1系統(tǒng)約束

電力平衡約束：

(10)

式中：Pw為風(fēng)機(jī)t時(shí)刻實(shí)際輸出功率；PL,t為系統(tǒng)t時(shí)刻總負(fù)荷，用戶在電價(jià)響應(yīng)后負(fù)荷值會(huì)發(fā)生改變；Peb為蓄熱電鍋爐總功率。相比傳統(tǒng)含風(fēng)電的電力系統(tǒng)，增加電鍋爐負(fù)荷根據(jù)調(diào)度中心調(diào)控輸出功率。

供熱平衡約束：

(11)

式中：Peb0,t為電鍋爐基礎(chǔ)制熱功率；η為電鍋爐制熱效率；PS,t為蓄熱裝置t時(shí)刻放熱功率；HL,t為系統(tǒng)t時(shí)刻熱負(fù)荷。

3.2.2機(jī)組約束

常規(guī)機(jī)組出力約束：

Pg,min≤Pg,t≤Pg,max.

(12)

式中：Pg,min，Pg,max為常規(guī)機(jī)組的最小、最大有功出力。

常規(guī)機(jī)組爬坡約束：

-Pdown,g≤Pg,t-Pg,t-1≤Pup,g.

(13)

式中：Pdown,g，Pup,g分別為機(jī)組向下和向上爬坡速率。

CHP機(jī)組約束：

Pc,min≤Pc,t≤Pc,max.

(14)

Ph,t≤Ph,max.

(15)

-Pdown,c≤Pc,t-Pc,t-1≤Pup,c.

(16)

式中：Pc,max，Pc,min為純凝工況下機(jī)組有功出力上限和下限；Ph,max為熱出力上限；Pup,c，Pdown,c為CHP機(jī)組向上和向下爬坡功率。供熱工況等效為純凝工況，熱出力及電出力歸為機(jī)組等效純凝電出力，此時(shí)機(jī)組約束與常規(guī)機(jī)組原理相同。

風(fēng)電出力約束：

pw,t≤pfore,t.

(17)

式中：pfore,t為t時(shí)刻風(fēng)電功率預(yù)測(cè)最大值。

負(fù)荷響應(yīng)約束：

(18)

電鍋爐約束：

Peb0≤Peb0,max.

(19)

Peb1≤Peb1,max.

(20)

式中：Peb0，Peb0,max為基本制熱功率及其最大值；Peb1，Peb1,max為電鍋爐蓄熱制熱功率及最大值。

蓄熱裝置約束：

St≤Smax.

(21)

St-St+1-Peb1,t-1≤hs,max.

(22)

式中：St為蓄熱設(shè)備蓄量；Smax為蓄熱設(shè)備容量；hs,max為蓄熱裝置放熱功率最大值。放熱時(shí)，蓄熱罐放熱量(St-St+1-Peb1,t-1)應(yīng)當(dāng)小于蓄熱罐放熱功率最大值。

用電評(píng)價(jià)約束：

(23)

(24)

式中：Ecost,min為用電經(jīng)濟(jì)度最小值；Ecosy,min為用電舒適度最小值。模型中需求響應(yīng)通過(guò)評(píng)價(jià)約束在保證用戶用電滿意度情況下盡可能地減少用戶用電費(fèi)用進(jìn)而實(shí)現(xiàn)負(fù)荷削峰填谷。

4 算例分析

本文以某地區(qū)真實(shí)電源結(jié)構(gòu)為參考，選擇棄風(fēng)嚴(yán)重的冬季某日作為調(diào)度時(shí)段，以機(jī)組調(diào)度模型為基礎(chǔ)配合負(fù)荷側(cè)需求響應(yīng)及風(fēng)電供熱求解電熱聯(lián)合系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度最優(yōu)解。算例使用Matlab編程，在YALMIP環(huán)境下調(diào)用CPLEX求解。CPLEX常用于求解經(jīng)濟(jì)最優(yōu)解，求解使用內(nèi)置混合整數(shù)算法契合機(jī)組組合[13]問(wèn)題，方便求解多約束條件問(wèn)題，求解迅速，廣泛應(yīng)用于各級(jí)調(diào)度系統(tǒng)。算例包含2臺(tái)常規(guī)火電機(jī)組和6臺(tái)CHP機(jī)組，不考慮系統(tǒng)與其他電網(wǎng)功率交換，機(jī)組數(shù)據(jù)參考文獻(xiàn)[4]，模型中風(fēng)電場(chǎng)總裝機(jī)容量600 MW，棄風(fēng)懲罰系數(shù)取73.4元/MW，煤炭?jī)r(jià)格每噸480元，熱電廠配置電鍋爐總功率150 MW，劃分基本制熱功率50 MW和蓄熱制熱功率100 MW，電鍋爐制熱效率0.99，蓄熱容量250 MW/h，放熱功率最大50 MW.某典型日負(fù)荷預(yù)測(cè)功率和風(fēng)電功率預(yù)測(cè)如表1所示，熱負(fù)荷在日內(nèi)保持不變?yōu)? 700 MW.

表1 負(fù)荷預(yù)測(cè)與風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值Table 1 Predictions of load power and wind power

系統(tǒng)原始電價(jià)500元/(MW·h)，實(shí)施分時(shí)電價(jià)后峰時(shí)電價(jià)、谷時(shí)電價(jià)分別上漲35%、下降35%，平時(shí)電價(jià)不變。峰谷平時(shí)段劃分根據(jù)文獻(xiàn)[12]，谷時(shí)段包括：0:00-5:00、20:00-24:00，峰時(shí)段包括：8:00-12:00、14:00-18:00，平時(shí)段包括5:00-8:00、12:00-14:00、18:00-20:00.Ecost,min取0.8，Ecosy,min取0.9，負(fù)荷響應(yīng)前后在調(diào)度時(shí)段(24 h)內(nèi)負(fù)荷用電總量保持不變，響應(yīng)后單位時(shí)段內(nèi)負(fù)荷響應(yīng)量小于峰荷10%，電價(jià)彈性矩陣取值：

響應(yīng)前后負(fù)荷曲線如圖2所示，實(shí)行TOU機(jī)制后，在滿足用電評(píng)價(jià)約束情況下峰荷減少、谷荷增加，由于峰荷減少量較多，平荷比響應(yīng)前亦有所增加。負(fù)荷曲線的改變是由于可中斷負(fù)荷、可時(shí)移負(fù)荷等的用電時(shí)段轉(zhuǎn)移，在低谷時(shí)段負(fù)荷增加緩解谷時(shí)風(fēng)電上網(wǎng)困難，負(fù)荷響應(yīng)一定程度從外部解耦熱電機(jī)組的熱電耦合。

圖2 需求響應(yīng)前后負(fù)荷曲線Fig.2 Load curves before and after DR

本文方案各機(jī)組及風(fēng)電有功出力如圖3所示，各機(jī)組出力在調(diào)度周期內(nèi)變化不大，調(diào)峰任務(wù)主要由柱狀圖底部?jī)膳_(tái)常規(guī)機(jī)組承擔(dān)。在圖中比較電負(fù)荷曲線，需求響應(yīng)后負(fù)荷曲線平緩，機(jī)組及風(fēng)電總出力滿足電負(fù)荷，在圖中表現(xiàn)為單位時(shí)間柱形高度高于該時(shí)刻下負(fù)荷曲線相應(yīng)點(diǎn)，高出部分則是增加電鍋爐及蓄熱裝置消納風(fēng)電量，電能轉(zhuǎn)化為熱能實(shí)現(xiàn)能源互補(bǔ)。風(fēng)電供熱與熱電廠互補(bǔ)供熱在不改造熱電機(jī)組基礎(chǔ)上進(jìn)一步解耦熱電耦合，減小系統(tǒng)調(diào)峰壓力并增加了系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定有助于延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命。若風(fēng)電功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確，在不增設(shè)調(diào)峰機(jī)組情況下系統(tǒng)棄風(fēng)全部被消納。

圖3 機(jī)組及風(fēng)電出力柱狀圖Fig.3 Histogram of unit and wind power’s output

電鍋爐功率及蓄熱儲(chǔ)放熱曲線如圖4所示，基本制熱和蓄熱制熱之和為電鍋爐總功率。兩部分制熱功率如圖5所示，由圖可見(jiàn)電鍋爐的運(yùn)行方案：夜間時(shí)段風(fēng)電上網(wǎng)空間有限，電鍋爐-蓄熱開(kāi)始消納風(fēng)電，電鍋爐承擔(dān)部分供熱并為蓄熱設(shè)備儲(chǔ)熱；日間風(fēng)電出力減少，電鍋爐為避免消耗純凝機(jī)組電量，逐漸退出運(yùn)行，同時(shí)蓄熱設(shè)備放熱供能，實(shí)現(xiàn)時(shí)間上的“電熱互補(bǔ)”，相比無(wú)風(fēng)電供熱，熱電機(jī)組供熱負(fù)擔(dān)減少，系統(tǒng)調(diào)峰能力增加，反饋增加風(fēng)電上網(wǎng)空間。5:00-9:00曲線中有一段波動(dòng)，此時(shí)風(fēng)電出力減小，電鍋爐功率減小，功率曲線先下降；同時(shí)負(fù)荷端電價(jià)先后經(jīng)歷谷、平、峰時(shí)電價(jià)，用戶做出負(fù)荷減少的電價(jià)響應(yīng)行為，若無(wú)電鍋爐消納風(fēng)電本可能造成棄風(fēng)功率增加，但電鍋爐-蓄熱仍有裕量故增加功率、電鍋爐功率曲線上升，實(shí)現(xiàn)完全消納棄風(fēng)，在圖中表現(xiàn)為電鍋爐功率先下降后增加。

圖4 電鍋爐功率及蓄熱儲(chǔ)量Fig.4 Electric boiler power and heat storage reserves

圖5 電鍋爐基本制熱及蓄熱制熱功率Fig.5 Electric boiler’s basic heating power and heating power for storage

比較系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度前后的節(jié)煤效果及風(fēng)電消納情況，使用三種方案對(duì)比，其中方案一與方案二為對(duì)比方案，方案三為優(yōu)化方案。三種方案風(fēng)電預(yù)測(cè)及用戶側(cè)原始功率預(yù)測(cè)相同，機(jī)組系統(tǒng)熱負(fù)荷不變。方案一：未實(shí)行峰谷電價(jià)和需求響應(yīng)；方案二：實(shí)行峰谷電價(jià)及需求響應(yīng)；方案三為本文方案：負(fù)荷側(cè)實(shí)行需求響應(yīng)、風(fēng)電供熱與熱電廠協(xié)調(diào)供熱形成源網(wǎng)協(xié)調(diào)調(diào)度。三種方案求解結(jié)果對(duì)比如表2所示。本文方案能實(shí)現(xiàn)風(fēng)電的全部消納，有效減少一次能源消耗。

表2 各方案調(diào)度結(jié)果Table 2 Scheduling results of each program

實(shí)行需求響應(yīng)基礎(chǔ)上，電鍋爐-蓄熱在調(diào)度周期能總計(jì)供熱1 243 MW/h，平均供熱功率51.7 MW，減少一次能源(煤炭)消耗170 t，相比未實(shí)行需求響應(yīng)及風(fēng)電供熱煤耗量減少464 t.相比僅實(shí)行需求響應(yīng)，不僅實(shí)現(xiàn)了時(shí)間上的負(fù)荷“削峰填谷”，還增加了空間上的“電熱互補(bǔ)”即遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的風(fēng)電場(chǎng)電能通過(guò)靠近負(fù)荷端高效率的電鍋爐-蓄熱進(jìn)行供熱，被動(dòng)“電熱耦合”的電熱聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度靈活性增加，“風(fēng)熱沖突”得到一定程度改善。

5 結(jié)語(yǔ)

本文在電熱聯(lián)合系統(tǒng)調(diào)度模型基礎(chǔ)上，提出了需求響應(yīng)改變負(fù)荷曲線、電鍋爐-蓄熱與熱電廠互補(bǔ)供熱方案在源荷側(cè)共同消納棄風(fēng)方案，在風(fēng)熱沖突嚴(yán)重的北方地區(qū)供暖季節(jié)，以24 h為一個(gè)調(diào)度周期，規(guī)劃需求響應(yīng)方案、制定電鍋爐-蓄熱運(yùn)行策略，整合機(jī)組組合和風(fēng)電出力進(jìn)行日前調(diào)度優(yōu)化，對(duì)仿真結(jié)果分析得到以下結(jié)論：

1) 實(shí)行分時(shí)電價(jià)機(jī)制改變用戶用電習(xí)慣，在滿足用電體驗(yàn)前提下，負(fù)荷曲線表現(xiàn)為“削峰填谷”，風(fēng)電消納增加，棄風(fēng)供熱目標(biāo)消納量減少，減少風(fēng)電供熱項(xiàng)目投資。

2) 風(fēng)電供熱及系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法能完全消納風(fēng)電，在棄風(fēng)量較大的典型日內(nèi)電鍋爐功率和蓄熱容量利用充分，熱電解耦能力強(qiáng)，系統(tǒng)調(diào)度靈活性增加且一次能源消耗減少，實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)。合理配置設(shè)備可減少風(fēng)電供熱項(xiàng)目投資，電鍋爐及固體蓄熱設(shè)備可減少占地面積，無(wú)需改造已有鍋爐，但存在對(duì)電網(wǎng)長(zhǎng)期低負(fù)荷調(diào)峰適應(yīng)性有待提高。