承担采暖负荷的背压机组电力调峰优化运行0柴油发电机

承担采暖负荷的背压机组电力调峰优化运行

承担采暖负荷的背压机组电力调峰优化运行 2011年12月09日 来源： 分类号：TK212　文献标识码：A文章编号：0258-8013 (2000) 03-0080-05OPTIMAL OPERATION OF BACK-PRESSURE UNITS FOR SPACE HEATINGFU Lin　JIANG Yi(Dept. of Thermal Energy Engineering, Tsinghua University,Beijing 100084,China)ABSTRACT：Due to the huge thermal mass of buildings and district heating network, room temperatures of the buildings do not change much when heat output from the heat source varies on a large scale during a day. Therefore, back pressure units can vary its power output during a day to match the power demand by varying the heat output with the space heating quality not decreased. In this paper, the optimal operation of back-pressure units is studied. The system for study consists of a DH network, an electrical utility grid and a CHP plant in which only back-pressure units are considered. Optimal operation model is obtained by achieving two objectives that the customers' space heating requirements are met and the profit of the CHP plant is maximized. Then, an algorithm is given for the model and numerical results for a specific case are derived.KEY WORDS：back-pressure units; space heating; optimal operation▲1　引言　　热电厂在电力系统中占有举足轻重的地位。到1997年底，我国单机6　000kW以上的供热机组总容量已达21971MW，占同容量火电装机容量的12.12%［1］,而北方热电联产的热负荷大部分用于冬季采暖。这种热电厂的运行方式主要是以热定电，其发电在电网中主要承担基荷，其不同时间发电量的多少受供热量的影响。在传统的热网供热运行中，供热量在一天内一般不做大的调整，因而造成供热机组不能实现最优的电力调峰运行。　　如果在不影响供热采暖效果的同时，改变一天之中不同时段的热网供热量，会使热电厂参与电力调峰的优化运行成为可能，从而会减少电网中其他调峰电站的高额投资，提高电力负荷低谷期电网系统的发电效率，进而产生巨大的经济效益和社会效益。　　文［2］针对热网和采暖建筑物热惯性大的特点，对供热系统的热力工况进行了定量分析，并对以抽凝机组为例，研究了承担采暖负荷的热电厂参与电力调峰优化运行方式。本文将研究背压机组的电力调峰优化运行问题。2　供热系统热力工况分析　　目前集中供热系统热力工况调节大都是从稳态出发，根据当天的室外温度，给出当天的日平均供、回水温度来指导运行。这种静态调节方法无法反映热网和建筑物的动态特性，一天中热网的供热负荷很少变化，使得热电厂背压机组的发电功率在一天之中变化幅度很小。这是承担采暖负荷的背压供热机组无法参与电力调峰的主要原因。　　事实上，一天中某一时段供热量的改变对室温的影响并不显著。热网实时运行数据表明，随着室外温度的下降，热网供热量并不立刻随之升高，外温升高时供热量也不立刻随之下降。如果利用这种特性，通过动态方法获得小时级而不是以天为单位的采暖建筑物室温与热网供热量、外温之间的关系， 则室温被控制在允许的范围内的前提下，可以改变一天之中不同时段的热网供热量，从而使热电厂参与电力调峰成为可能。　　对于一个以质调节方式运行的热网供热系统，从系统辩识的角度看，其输入参数为热网供水温度tg和室外温度tw，输出参数为热网回水温度th和建筑物室温tn，现以AMRA时间序列模型表示输出参数与输入参数之间的关系　　(1)　　(2)式中　tn，τ为当前时段建筑物室温，℃。　　以上两式中各项系数及式(1)中的阶次I取决于供热系统的特性，可由实际热网运行数据确定。现以沈阳某热网一采暖期逐时运行数据为基础利用式(1)、式(2)确定该热网输入输出参数之间的定量关系。选取时间长度4h为一个时段，对进行预处理，并采用最小二乘法由实际运行数据获得式(1)、式(2)的各项系数，见表1。表1　供热系统各模型系数Tab.1　Coefficients of the three modelsfor the space heating systemi公式1公式2αiβiγiθiφiωi0—0.21120.3317———10.5721－0.0243－0.31690.97960.00510.013820.0607－0.01040.1741———　　式(2)中系数φ1、ω1远小于系数θ1，说明瞬时热网供水温度对室温的作用并不十分显著，采暖建筑物室温主要取决于前一时段的室温。这反映出，某时段采暖建筑物

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