考慮配網(wǎng)功率約束及可靠供暖的蓄熱式電采暖系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法

成美麗,成天樂,符茜茜,許煜蕊,陳晚晴,郭明萱

(1.中國電建集團海南電力設(shè)計研究院有限公司, ?？?570100;2.天津大學(xué)智能電網(wǎng)教育部重點實驗室, 天津 300072)

0 引 言

多年來為滿足我國北方居民的冬季供暖需求,北方各地常以煤作為主要熱源,采用鍋爐燃燒以集中供暖。長久以往,化石燃料燃燒產(chǎn)生了大量的煙煤氣體,嚴重危害人類的生產(chǎn)生活環(huán)境。為了緩解供暖帶來的環(huán)境污染問題,近年來國家大力推行各種清潔供熱技術(shù)[1-2]。其中,電采暖因其清潔環(huán)保、可控性強等優(yōu)點,受到各級政府與能源企業(yè)的廣泛關(guān)注[3]。目前,我國“煤改電”項目逐年穩(wěn)步推進,電采暖設(shè)備已逐步形成規(guī)?；⒏弑壤膽B(tài)勢[4]。但是,隨著大規(guī)模電采暖設(shè)備的接入,極易造成尖峰負荷,無法保證配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。此外,在電采暖運行模式下,若因配網(wǎng)運行故障而導(dǎo)致停電檢修,會無法滿足用戶的熱需求,使得供暖可靠性問題日益嚴峻[5]。因而,打破以往“以熱定電”模式限制,形成含電、熱多能源系統(tǒng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運行調(diào)度策略,是解決高熱電比例地區(qū)供熱負荷要求的關(guān)鍵[6-7]。

對比傳統(tǒng)電采暖,蓄熱式電采暖作為儲能型設(shè)備,能夠在一定程度上緩解采暖電費和尖峰負荷等問題[8]。文獻[9-10]以運行費用最低為目標函數(shù),構(gòu)建了利用蓄熱式電采暖的熱儲能特性響應(yīng)實時電價的負荷調(diào)度模型;文獻[11]對蓄熱式電采暖的充放熱時段進行了控制策略優(yōu)化,從而達到了降低運營成本的目標;文獻[12]在調(diào)度模型內(nèi)同時考慮了建筑的熱平衡與用戶舒適度,利用此日前調(diào)度模型實現(xiàn)了系統(tǒng)整體效益最優(yōu)的目標。

然而,使用蓄熱式電采暖設(shè)備仍無法完全規(guī)避電采暖負荷大量接入對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來的消極影響。因此,必須充分考慮配網(wǎng)功率約束,計算配電網(wǎng)的供電裕度,以保證配電網(wǎng)能持續(xù)供應(yīng)高質(zhì)量電能[13]。在這一領(lǐng)域,國內(nèi)外學(xué)者取得了一定研究成果：文獻[14]中提出一種精準評估含電采暖設(shè)備的配電網(wǎng)承載能力研究方案,為后續(xù)確定電網(wǎng)的經(jīng)濟調(diào)度方案提供理論依據(jù);文獻[15]提出利用電鍋爐進行供熱以解決電力系統(tǒng)功率約束問題;文獻[16]針對熱儲能負荷的優(yōu)化調(diào)度,提出一種平衡微網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率方法,有利于保障用戶供暖經(jīng)濟性和可靠性需求;文獻[17]構(gòu)建了滿足電網(wǎng)最大傳輸功率限制約束的電采暖設(shè)備的魯棒優(yōu)化模型,實現(xiàn)了運行電費最小與電網(wǎng)削峰填谷的動態(tài)響應(yīng);文獻[18]建立了考慮電-熱系統(tǒng)約束的區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度模型,對蓄熱式電采暖儲能協(xié)調(diào)運行策略進行了分析,進一步降低了系統(tǒng)的運行成本。針對供暖可靠性問題,國內(nèi)外已提出了一些研究方法：文獻[19]提出一種利用熱能傳輸過程中的熱慣性作用向用戶供熱的方法;文獻[20]的研究重點則是通過充分利用蓄熱設(shè)備的水溫余熱來保障供暖。然而,上述方法均未考慮電網(wǎng)對負荷功率的調(diào)控作用。如何在保證系統(tǒng)運行具有良好經(jīng)濟性的前提下,通過對蓄熱式電采暖系統(tǒng)設(shè)置熱負荷追蹤曲線來提升運行安全性和供暖可靠性有待深入研究。

基于上述問題,為保證可靠供暖,文中建立了以配電網(wǎng)傳輸功率為約束,以日運行成本最低與對下發(fā)負荷的偏離程度最小為目標的蓄熱式電采暖系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型,可在滿足配電網(wǎng)安全約束前提下,充分利用蓄熱設(shè)備降低系統(tǒng)運行成本,有利于保障系統(tǒng)運行安全可靠性。

1 系統(tǒng)熱負荷及蓄熱式電采暖系統(tǒng)建模

1.1 系統(tǒng)熱負荷建模

采用RC熱網(wǎng)絡(luò)模型對建筑內(nèi)熱交換過程進行建模,以求解建筑熱負荷Qhl,building。RC熱網(wǎng)絡(luò)模型如圖1所示。

圖1 RC熱網(wǎng)絡(luò)模型

假設(shè)建筑室溫均勻分布,依據(jù)能量守恒定理[21],得到建筑熱平衡模型如式(1)所示[22]：

ΔQ=(Ca+Cm)dTz/dt

(1)

式中ΔQ為建筑總熱交換量(kW);Tz為建筑室溫;Ca和Cm分別為空氣熱容、熱質(zhì)熱容(kJ/K),可分別由式(2)和式(3)計算：

Ca=caρaAzhz

(2)

Cm=cmρmVm

(3)

式中ca和cm分別為空氣和熱質(zhì)比熱容(kJ/(kg/K));ρa和ρm分別為空氣和熱質(zhì)密度(kg/m3);Az為建筑底面積;hz為建筑高度;Vm為熱質(zhì)體積。

根據(jù)式(1)及熱功率平衡約束式(4),用式(5)描述建筑內(nèi)空氣儲熱過程,并建立Tz與Qs之間的數(shù)學(xué)關(guān)系：

Qhl,building=Qs

(4)

(caρaAzhz+cmρmVm)dTz/dt=Qi,wall+Qi,roof+

Qi,floor+Qwindow+Qswindow+Qs+Qvent-Qp

(5)

式中Qs為采暖系統(tǒng)制熱功率;Qi,wall、Qi,roof、Qi,floor分別為室內(nèi)空氣向建筑墻體、屋頂和地面內(nèi)表面的對流換熱功率;Qwindow為室內(nèi)與室外通過窗戶的對流換熱功率;Qswindow為太陽輻射透過窗戶貢獻的熱功率;Qvent為空氣滲透耗熱量,包括自然通風(fēng)、人體活動以及建筑透風(fēng)產(chǎn)生的熱量損失;Qp為用戶行為造成的熱功率,包括人體內(nèi)部產(chǎn)熱、人用電產(chǎn)熱和用水造成的熱損失。等式右側(cè)各項由式(6)～式(13)計算：

(6)

Qi,roof=Ui,roofAz(Ti,roof-Tz)

(7)

Qi,floor=Ui,floorAz(Ti,floor-Tz)

(8)

(9)

(10)

Qs=cwρwq2(Ts2-Tr2)

(11)

Qvent=caρa(LalAzhz+Lac)(Te-Tz)

(12)

Qp=-(qbody+qbodyw+qbodyel)nbody

(13)

式中Ui,wall、Ui,roof、Ui,floor分別為室內(nèi)空氣向建筑墻體、屋頂和地面內(nèi)表面的強制對流換熱傳熱系數(shù)(W/(km2));Uwindow為室內(nèi)空氣向窗戶內(nèi)表面強制熱對流、窗戶外表面向室外空氣自然熱對流等值總傳熱系數(shù)(W/(Km2));τwindow為玻璃的透射系數(shù);Awall,j和Awindow,j分別為墻體j和窗戶j的表面積;IT,j為窗戶j表面接受的全部太陽輻射強度(kW/m2);SC為窗戶的遮擋系數(shù);Lal為單位體積空氣泄露速度,1/h;Lac為開窗通風(fēng)的體積流量(m3/h);nbody為家中實時人數(shù);qbody、qbodyel、qbodyw分別為人體內(nèi)部產(chǎn)熱、用電產(chǎn)熱和用水造成的熱損失功率。

建筑墻體、屋頂和地面圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)材料儲熱過程可用式(14)～式(16)描述：

(14)

(15)

(16)

式中nwall、nroof和nfloor分別為建筑墻體、屋頂和地面圍護結(jié)構(gòu)材料層數(shù);cwall,l、croof,l和cfloor,l分別為第l層建筑墻體、屋頂和地面結(jié)構(gòu)材料的比熱容;ρwall,l、ρroof,l和ρfloor,l分別為第l層建筑墻體、屋頂和地面圍護結(jié)構(gòu)材料密度(kg/m3);dwall,l、droof,l和dfloor,l分別為第l層建筑墻體、屋頂和地面圍護結(jié)構(gòu)材料厚度;Ti,wall、Ti,roof和Ti,floor分別為建筑墻體、屋頂和地面內(nèi)表面溫度(℃);Qen,wall、Qen,roof和Qen,floor分別為建筑墻體、屋頂和地面圍護結(jié)構(gòu)材料熱傳導(dǎo)功率,可由式(17)～式(19)計算得到：

Qen,wall,j=1/Ren,wallAwall,j(To,wall,j-Ti,wall,j)

(17)

Qen,roof=1/Ren,roofAz(To,roof-Ti,roof)

(18)

Qen,floor=1/Ren,floorAz(Te-Ti,floor)

(19)

式中To,wall、To,roof分別為建筑墻體、屋頂外表面溫度(℃);Ren,wall、Ren,roof,Ren,floor分別為建筑墻體、屋頂和地面圍護結(jié)構(gòu)材料之間熱傳導(dǎo)等值熱阻((m2·K)/W),可由式(20)～式(22)計算：

(20)

(21)

(22)

式中λl為圍護結(jié)構(gòu)第l層材料導(dǎo)熱系數(shù)W/(km)。

建筑墻體和屋頂圍護結(jié)構(gòu)外側(cè)材料儲熱過程可用式(23)～式(24)描述：

(23)

(24)

式中Qo,wall和Qo,roof分別為建筑墻體、屋頂外表面向室外空氣的自然對流換熱功率;Qswall和Qsroof分別為太陽輻射到墻體和屋頂外表面產(chǎn)生的熱功率。等式右側(cè)各項可通過式(25)～式(28)計算：

Qo,wall,j=Uo,wallAwall,j(Te-To,wall,j)

(25)

Qswall,j=(αw,wall/Uo,wall)UwallAwall,jIT,j

(26)

Qo,roof=Uo,roofAz(Te-To,roof)

(27)

Qsroof=(αw,roof/Uo,roof)UroofAzIT,j

(28)

式中αw,wall、αw,roof分別為墻體、屋頂外表面吸光系數(shù);Uo,wall、Uo,roof為建筑墻體、屋頂外表面向室外空氣的自然對流傳熱系數(shù),文中取值25 W/(m2·K);Uwall、Uroof分別為建筑墻體、屋頂圍護結(jié)構(gòu)總傳熱系數(shù)(W/(m2·K)),分別由式(29)和式(30)計算得到：

Uwall=1/(Ri,wall+Ren,wall+Ro,wall)

(29)

Uroof=1/(Ri,roof+Ren,roof+Ro,roof)

(30)

綜上,根據(jù)式(5)～式(30)可建立建筑熱負荷模型Qhl,building。

1.2 蓄熱式電采暖設(shè)備模型

(1)熱泵

熱泵(Heat Pump, HP)具有清潔環(huán)保、安全可靠的特點,工作時不需要消耗煤、天然氣等,也不會產(chǎn)生明火并大量排放有毒有害氣體,這使得熱泵受到政府的大力推廣。文中選擇熱泵作為熱源,其輸出功率為：

HHP,t=PHP,t/COP

(31)

式中HHP,t為t時段熱泵的制熱功率;PHP,t為t時段熱泵消耗的電功率;COP為熱泵能效比。

(2)蓄熱水箱

蓄熱水箱(Hot Water Tank, HWT)以水為媒介存儲熱源產(chǎn)生的熱量,在電價高峰時段或供電中斷時放熱,有利于徹底打破常規(guī)的“以熱定電”運行模式[23]。文中采用質(zhì)調(diào)節(jié)調(diào)整室內(nèi)溫度,考慮蓄熱水箱蓄放熱前后的儲能量關(guān)系為：

WHWT,t+1=[HHWT,c,tηHWT,c-HHWT,d,t/ηHWT,d]Δt+

WHWT,t(1-ηloss)

(32)

式中WHWT,t為蓄熱水箱在t時段的蓄熱量;HHWT,c,t、HHWT,d,t為t時段蓄熱、放熱功率;ηHWT,c、ηHWT,d為充放電效率;ηloss為熱損失率;Δt為所選取的單位調(diào)度時間,文中取為1 h。

1.3 蓄熱式電采暖系統(tǒng)模型

文中建立了包含上級電網(wǎng)、熱泵、蓄熱水箱、散熱裝置、熱泵循環(huán)水泵、熱網(wǎng)循環(huán)水泵的蓄熱式電采暖模型,如圖2所示。其中熱泵作為直接熱源,蓄熱水箱作為蓄熱裝置,從而保障系統(tǒng)的可靠供暖。模型共包括電能、熱能兩種能源形式,其相互耦合,以實現(xiàn)配電網(wǎng)的多能源互補運行。在保障系統(tǒng)熱負荷需求的前提下,調(diào)節(jié)環(huán)境溫度,蓄熱式電采暖系統(tǒng)中的熱泵出力與蓄熱水箱蓄熱量,實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)經(jīng)濟效益。

圖2 蓄熱式電采暖系統(tǒng)示意圖

可采用能量樞紐結(jié)構(gòu)對蓄熱式電采暖系統(tǒng)進行建模,通過能量耦合矩陣來描述多能源系統(tǒng)輸入到輸出之間的函數(shù)關(guān)系,得到系統(tǒng)滿足的功率平衡方程。

1.4 考慮配網(wǎng)承載能力的電采暖系統(tǒng)功率曲線預(yù)測模型

早期配網(wǎng)規(guī)劃未考慮新型負荷的大量接入,隨著大量電采暖設(shè)備、電動汽車等新型負荷接入需求不斷提高,導(dǎo)致配網(wǎng)的負荷承載能力得到挑戰(zhàn)。因此為保障電網(wǎng)運行安全和系統(tǒng)的可靠供暖,需要考慮配網(wǎng)功率承載能力,計算電采暖系統(tǒng)功率曲線預(yù)測模型[24]。

電采暖系統(tǒng)功率預(yù)測是指考慮電采暖系統(tǒng)自身的變化規(guī)律和配網(wǎng)承載能力、電價等因素的影響,對其電力需求作出預(yù)先估算。電取暖系統(tǒng)通過電熱轉(zhuǎn)換為用戶供暖,而系統(tǒng)電負荷取決于系統(tǒng)熱負荷以及熱泵和蓄熱水箱的電熱轉(zhuǎn)換效率。其中,熱負荷主要與室內(nèi)外溫度、濕度、人與設(shè)備散熱等因素相關(guān),電熱轉(zhuǎn)換性能系數(shù)主要與設(shè)備類型、運行工況等因素相關(guān)[25-26]。根據(jù)不同影響因素的作用,建立電采暖系統(tǒng)功率預(yù)測模型Ht如式(33)所示：

Ht=Bt+Wt+St

(33)

式中Bt為t時段典型負荷分量,為正常情況下一般用戶的采暖需求;Wt為氣候因素,主要考慮溫度及濕度的影響;St為偶然事件因素,如人工檢修和自然災(zāi)害,通過工程經(jīng)驗確定[27]。

為保證配電網(wǎng)供電能力及靈活性,選取配電線路額定傳輸功率的70%作為各時段配電網(wǎng)的最大傳輸功率。在考慮配網(wǎng)的基礎(chǔ)負荷后,計算配網(wǎng)可分配給電采暖系統(tǒng)的最大傳輸功率為：

Pmar,t=0.7PN-Pbas,t

(34)

式中Pmar,t為t時段配電網(wǎng)的最大傳輸功率;PN為配電線路的額定傳輸功率;Pbas,t為配電網(wǎng)在不接入電采暖設(shè)備時t時段的運行基礎(chǔ)負荷值。

考慮配網(wǎng)功率承載能力,電網(wǎng)下發(fā)給電采暖設(shè)備的負荷追蹤指令表示為：

(35)

所得Psetr,t曲線即為電網(wǎng)下發(fā)的功率曲線計算模型。

2 考慮配網(wǎng)功率約束的蓄熱式電采暖日前優(yōu)化調(diào)度模型

文中構(gòu)建了考慮配電功率約束與可靠供暖的蓄熱式電采暖優(yōu)化調(diào)度方法,通過調(diào)整不同設(shè)備出力,使蓄熱式電采暖系統(tǒng)日運行成本最低以及電采暖設(shè)備實際消耗功率與電網(wǎng)下發(fā)的負荷功率曲線的偏離程度最小。模型整體框架見圖3。

圖3 優(yōu)化調(diào)度模型

2.1 目標函數(shù)

文中提出的考慮配網(wǎng)功率約束的蓄熱式電采暖優(yōu)化調(diào)度模型以蓄熱式電采暖系統(tǒng)日運行成本最低以及實際購電量對電網(wǎng)下發(fā)指令的偏離程度最小為目標。目標函數(shù)如下：

minf=CO+CP

(36)

式中f為目標函數(shù);CO為蓄熱式電采暖系統(tǒng)日運行成本;CP為考慮電采暖設(shè)備實際購電量對電網(wǎng)下發(fā)指令的偏離程度在目標函數(shù)中引入的懲罰項。

日運行成本指蓄熱式電采暖系統(tǒng)運行所消耗電量對應(yīng)的成本,主要來源于購電費用,與熱泵消耗電功率有關(guān),計算公式如下：

(37)

式中cgrid,t為t時段電價;PHP,t為t時段熱泵消耗電功率。

為考慮實際購電量對電網(wǎng)下發(fā)指令的偏離程度,在目標函數(shù)中引入懲罰項,計算公式如下：

(38)

式中ugrid為懲罰因子;Pset,t為考慮配網(wǎng)功率承載能力后下發(fā)的負荷追蹤指令。

2.2 約束條件

蓄熱式電采暖系統(tǒng)運行期間,需滿足的功率平衡約束、各設(shè)備單元的運行約束及配電網(wǎng)購電量上限約束：

(1)功率平衡約束

電功率平衡約束：

Pgrid,t=PHP,t

(39)

式中Pgrid,t為t時段系統(tǒng)從電網(wǎng)購入的電功率。

熱功率平衡約束：

HHP,t+HHWT,d,t=Qhl,building,t+HHWT,c,t

(40)

(2)設(shè)備運行約束

文中考慮的蓄熱式電采暖系統(tǒng)的運行設(shè)備主要包括熱泵及蓄熱水箱,運行約束如式(42)～式(46)。

熱泵輸出功率受其容量約束限制：

0≤HHP,t≤QHP

(41)

式中QHP為熱泵容量。

蓄熱水箱受其充放能及儲能量約束限制：

(42)

(43)

0≤WHWT,t≤QHWT

(44)

此外,為使每一調(diào)度周期內(nèi)蓄熱水箱均能正常參與調(diào)度,要求其調(diào)度周期始末蓄熱量保持一致,存在如下約束：

WHWT,1=WHWT,T

(45)

式中WHWT,1、WHWT,T分別為蓄熱水箱調(diào)度周期始、末的蓄熱量,kWh;T為調(diào)度周期,文中T取24 h。

(3)考慮配電網(wǎng)網(wǎng)架約束的購電量上限約束

電采暖設(shè)備通過消耗電能為用戶提供供熱保障,其大規(guī)模的使用必然會破壞配電網(wǎng)原本的正常運行。因此,必須考慮配電網(wǎng)傳輸功率約束以保障配電網(wǎng)運行的安全可靠。電采暖系統(tǒng)的購電量上限約束為：

Pgrid,t≤Pgrid,max

(46)

3 算例分析

3.1 算例系統(tǒng)及參數(shù)選擇

文中算例選取我國某園區(qū)蓄熱式電采暖系統(tǒng),其結(jié)構(gòu)如圖4所示。系統(tǒng)中包含HP 3 000 kW和蓄熱水箱10 000 kW·h。設(shè)備的相關(guān)參數(shù)見表1,分時電價參見表2。以典型日為例,其電熱負荷及考慮配網(wǎng)功率約束后計算負荷追蹤曲線見圖5。

表1 主要設(shè)備參數(shù)

表2 分時電價

圖4 蓄熱式電采暖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖5 典型日電熱負荷水平

為驗證文中方法有效性,構(gòu)建如下兩種場景進行對比[28]：

場景I：不考慮配網(wǎng)功率約束進行優(yōu)化調(diào)度;

場景II：考慮配網(wǎng)功率約束進行優(yōu)化調(diào)度。

優(yōu)化目標如式(36)所示。

3.2 算例結(jié)果及分析

場景I,場景II下系統(tǒng)典型日熱負荷優(yōu)化調(diào)度方案如圖6所示,電負荷優(yōu)化調(diào)度方案如圖7所示。場景I和場景II典型日內(nèi)電采暖系統(tǒng)總費用如表3所示。

表3 兩種場景下運行成本

圖6 系統(tǒng)熱負荷優(yōu)化調(diào)度結(jié)果

圖7 系統(tǒng)電負荷優(yōu)化調(diào)度結(jié)果

由圖6所示,在6：00-9：00時段電價位于平段期,場景I為滿足系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性主要由蓄熱水箱滿足熱負荷需求;場景II在此時段由熱泵滿足熱負荷需求,蓄熱水箱蓄熱以維持配網(wǎng)可傳輸功率較低時段的供暖。在18：00-20：00時段,場景I因不考慮配網(wǎng)功率約束,由熱泵滿足所有熱負荷,場景II考慮配網(wǎng)功率約束,熱泵購電功率受到約束,熱負荷需求由蓄熱水箱滿足。

由圖7所示,在6：00-9：00時段場景I為保證經(jīng)濟性熱泵不購入電功率;場景II為保證配網(wǎng)可傳輸功率較低時段的供暖,在此時段優(yōu)先由熱泵滿足熱負荷需求,蓄熱水箱蓄熱以維持配網(wǎng)可傳輸功率較低時段的供暖。在18：00-20：00時段,場景I熱泵購入的電功率超出配網(wǎng)功率約束,使得目標函數(shù)中懲罰性取值較大;場景II考慮配網(wǎng)功率約束,熱泵購電功率受到約束,實際購電量對電網(wǎng)下發(fā)指令的偏離較小。

結(jié)合圖6和圖7可知,場景I不考慮配電網(wǎng)的功率約束,系統(tǒng)只在峰谷電價引導(dǎo)下進行調(diào)度策略的調(diào)整,不考慮配網(wǎng)功率約束,在部分時刻熱泵輸入電功率超過配電網(wǎng)承載能力,使得配電網(wǎng)易出現(xiàn)基礎(chǔ)用電高峰疊加電采暖負荷高峰的情況,對配電網(wǎng)安全運行造成威脅。而場景II在滿足配電網(wǎng)功率約束的前提下,在用電高峰時刻限制蓄熱式電采暖負荷以保障電網(wǎng)的運行安全,同時降低熱泵的輸出功率并優(yōu)先由蓄熱水箱進行供暖,合理安排購電計劃,在電價低谷時存儲熱能,在電價峰值時通過蓄熱水箱為用戶供熱以降低系統(tǒng)的運行成本,實現(xiàn)削峰填谷,不但保障了配電網(wǎng)安全可靠運行,而且可有效實現(xiàn)配電網(wǎng)無增容情況下的電采暖負荷的接入,保障可靠供暖。

由表3可見,場景I、場景II在典型日的運行成本分別為42 503.91元和41 210.80元,場景II由于考慮配網(wǎng)功率約束對系統(tǒng)進行優(yōu)化調(diào)度,相較場景I系統(tǒng)降低了3%的日運行成本。由于場景II受配網(wǎng)功率約束的限制,使得熱泵在峰電價時段的出力有所減少,系統(tǒng)熱負荷需求由蓄熱設(shè)備滿足,從而使系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性提高了3%。

場景I、場景II實際購電量對電網(wǎng)下發(fā)指令的懲罰成本分別為850.08元和0元。懲罰成本是為考慮電采暖系統(tǒng)實際購電量對電網(wǎng)下發(fā)指令的偏離程度而設(shè)置的,因此懲罰成本與系統(tǒng)的穩(wěn)定性成反比。懲罰成本越低,說明電采暖設(shè)備實際購電量對電網(wǎng)下發(fā)指令的偏離程度越小,即系統(tǒng)的穩(wěn)定性越高。場景II因在考慮系統(tǒng)運行經(jīng)濟性的同時設(shè)置了配網(wǎng)功率約束,相較于場景I懲罰項降至最低。

可見,在考慮配網(wǎng)功率約束后,系統(tǒng)實際購電量依照電網(wǎng)下發(fā)指令進行調(diào)節(jié),這將有利于保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,同時可有效提升系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。

4 結(jié)束語

文中構(gòu)建了電采暖系統(tǒng)設(shè)備及系統(tǒng)模型,并考慮電網(wǎng)最大傳輸功率約束及負荷追蹤曲線模型約束,提出一種考慮配網(wǎng)功率約束與可靠供暖的蓄熱式電采暖優(yōu)化調(diào)度方法,結(jié)論如下：

(1)電采暖系統(tǒng)的接入將引起配網(wǎng)負荷的大幅增加,在用電用熱高峰期系統(tǒng)負荷可能超過配電網(wǎng)的最大承載能力,威脅配電網(wǎng)運行安全性;

(2)考慮配電網(wǎng)傳輸功率約束,可避免在用電高峰時刻疊加大量電采暖負荷,降低用電同時率,有效緩解負荷高峰時刻配電網(wǎng)運行壓力;

(3)為電采暖系統(tǒng)設(shè)置負荷追蹤曲線約束,使其依照電網(wǎng)下發(fā)指令運行,有利于保障電網(wǎng)運行的安全可靠,同時有利于系統(tǒng)經(jīng)濟性的提升。