基于蓄热电锅炉不同工作模式的区域综合能源系统优化调度

针对区域综合能源系统的优化调度中未考虑各设备在不同工作模式下运行给系统带来的影响的现状,研究基于蓄热电锅炉不同工作模式的区域综合能源系统优化调度方法。以系统运行成本最小化为目标,综合考虑设备维护费用与可再生能源发电收益,并采用分时电价制度,建立以蓄热电锅炉为主体的区域综合能源系统优化调度模型。采用YALMIP工具箱和商业软件CPLEX在MATLAB中进行求解,求出了系统内蓄热电锅炉不同工作模式下各个单元各时段的出力情况以及总运行费用。通过仿真算例验证了所提模型和方法的可行性与合理性,仿真结果表明,含有蓄热电锅炉的区域综合能源系统可以通过改变蓄热电锅炉的工作模式,提高系统运行的经济性和灵活性。     

风电、蓄热式电锅炉联合供暖调度鲁棒优化模型

为缓解风电不确定对系统消纳风电的影响,提高风电利用效率,引入鲁棒随机优化理论,以风电、蓄热式电锅炉组成供热系统,建立了考虑风电不确定性的风电供暖调度优化模型。首先,分别构建了风电出力功率模型和蓄热式电锅炉负荷需求模型;然后,应用鲁棒随机优化理论刻画风电出力不确定性,并分别构建了风电出力确定性和随机性条件下风电、蓄热式电锅炉供暖调度优化模型。最后,以我国北方某城市风电供暖项目进行实例分析,结果表明：鲁棒随机优化理论能够有效刻画风电出力不确定性,为不同风险态度决策者提供了决策工具;风电、蓄热式电锅炉组成的供热系统能够实现供暖负荷灵活参与电力系统调度,有助于增加系统风电消纳能力,降低弃风电量,具有显著的经济和环境效益。     

基于改进粒子群的风电-火电-蓄热电锅炉联合优化调度

蓄热式电锅炉是增加风电-火电系统弃风消纳的重要手段,但是当前风电成本仍高于火电成本,风电消纳和降低蓄热式电锅炉用能成本存在矛盾,考虑多方效益,合理优化风电、火电机组及蓄热式电锅炉的出力,对于降低用能成本、提高风电消纳具有重要意义。文章建立了考虑多目标的含风电、火电机组和蓄热式电锅炉的优化调度数学模型,通过采用偏小型隶属函数将以风电、火电机组运行成本最低和弃风量最小的多目标函数转化为单目标函数,在满足各部分约束条件下求取隶属度最佳的风电、火电机组出力。进一步,提出一种改进的粒子群算法,对上述模型求解。该算法可以跳出局部最优解,具有较快的收敛速度和较高的计算精度。最后,基于某电网的实际数据进行仿真,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于协调负荷调度模型的蓄热采暖解耦方法

中国“三北”地区冬季受煤电机组供热期、水电机组枯水期、风电机组大发期的相互叠加影响,出现巨额弃风和环境污染问题。将具有可控特性的蓄热电采暖作为调峰调度资源,在调峰困难时段降低CHP强迫出力并实现移峰填谷,增加风电冬季上网空间,形成源荷互动的负荷调度模式。首先研究CHP机组电-热耦合特性,然后构建风电-蓄热补偿的热电解耦方案,以系统运营成本最小和系统污染排放量最小为目标建立多目标负荷调度模型,最后采用修正多目标粒子群算法对模型进行求解,通过小生境技术保持Pareto解集的多样性。算例结果表明所构建的电锅炉蓄热式调度方案可以有效消纳风电,达到环境和经济指标的综合最优,具有较好的应用前景。     

基于西门子PLC的电锅炉水供暖蓄热工程

本文主要论述西门子S7 200、S7 300 PLC与TP270触摸屏在电锅炉水蓄热工程中的应用。电锅炉热水蓄热系统主要将夜晚用电网用电低谷的闲置负荷利用起来,将能量储存在热水中,等到白天用电紧张时候将水箱热水释放出来,实现节能。在论述控制系统上主要论述了系统的几种工作模式及对温度和电流的控制。     

基于蓄热电锅炉的风电消纳效益研究

针对"三北"地区电网冬季供暖期面临着大量弃风问题,提出了蓄热电锅炉的风电消纳模式,介绍蓄热电锅炉的风电消纳原理,进行了环境、经济效益分析,结果表明,采用蓄热电锅炉进行风电消纳,既能解决弃风问题,又能解决煤炭供热污染物的排放问题,使用风电替代传统煤炭供热,每年可节煤5 799.22t,减少CO210 195.78t、SO25.70t、NOx41.95t和烟尘1.92t排放量,在补贴风电场利用时间的前提下,项目资本金净利润率可达24.62%,环境、经济效益显著。     

基于大规模储能融合蓄热式电锅炉的风电消纳多目标优化控制

我国"三北"地区存在源荷供需矛盾凸出、电网灵活性差的问题。风电场弃风现象严重问题的一个重要原因是热电机组在冬季以"以热定电"的方式运行,导致其调峰能力下降。利用蓄热式电锅炉供热,将电能转化为热能,能够提高风电就地消纳的能力。但采用电极加热的蓄热式电锅炉,其功率调节受电极机械部件限制,频繁调节将严重影响蓄热式电锅炉的使用寿命。将具有快速、灵活功率调节能力的电化学储能引入蓄热式电锅炉消纳风电的系统中,以风电消纳最大和蓄热式电锅炉电极调节次数最小为目标,提出了一种基于储能融合蓄热式电锅炉的风电消纳多目标优化控制方法。仿真结果表明:所提方法能够兼顾蓄热式电锅炉系统的弃风消纳与锅炉电极的调节次数,有效地解决了蓄热式电锅炉功率调节能力与风功率变化不匹配的问题。     

太阳能蓄热水箱结构优化及储放热性能分析

显热储热是解决太阳能热利用中不稳定与波动性的一种有效方式。以常见水介质作为显热储能的媒介材料,采取蓄热罐体装置实现太阳能的储放热应用。初选水箱基本形状为圆柱形,对罐底进行锥形结构优化,探究了圆锥底角分别为40°、45°、50°3类工况下蓄热水箱的各自蓄热变化特性。利用Fluent数值软件,基于非稳态层流换热模型,对蓄热装置的体平均温度变化和体最大温度变化等进行了模拟研究。结果表明,当圆锥底角为50°时,蓄热水箱整体充放热性能较优,且该参数下蓄热水箱体平均温度为308.612 K时,比圆锥底角为40°与45°的蓄热水箱体平均温度分别高出0.202%与0.053%。在此基础上,进一步分析了50°蓄热水箱的储热与放热动态变化规律,研究了蓄热水箱内部储、放水过程中各自体积分数、速度场等关键指标的分布特性。该研究可为太阳能蓄热系统的优化设计与工程化应用提供一定参考。     

基于储能协调蓄热式电锅炉消纳风电供暖系统的经济性评估

针对蓄热式电锅炉消纳风电过程中无法匹配快速波动的风电功率等问题,本文提出了基于储能协调蓄热式电锅炉消纳风电供暖系统的方案,并对该方案的经济性进行了评估。从"风电-电网-电锅炉-储能"联合运行系统的成本与收益出发,以蓄热供暖日收益最大为目标函数,在充分考虑分时电价、风电上网电价、弃风电量以及蓄热式电锅炉功率调节次数等约束条件的基础上,建立了"源-网-荷-储"联合运行系统风电消纳经济性评估模型,利用粒子群算法对模型求解。采用某电锅炉消纳风电示范工程实际运行数据进行测试,验证了该模型的有效性。测试结果表明,储能系统的加入可以有效减少电锅炉功率调节次数,可为储能协调蓄热式电锅炉蓄热供暖消纳风电提供理论依据。     

考虑供热机组与电锅炉互动的热电协调调度方法

供热机组"以热定电"的运行要求大大降低了机组自身的调峰能力,成为风电等清洁能源消纳的重要限制因素。通过引入电锅炉,实现供热机组与电锅炉互动,是提升供热机组运行灵活性的有效措施。在深入分析了供热机组和电锅炉的运行要求,协调考虑供热要求和供电要求后,提出了考虑供热机组与电锅炉互动的热电协调优化调度方法,基于IEEE-30节点系统构造算例进一步验证了方法的有效性。     

蓄热式电锅炉集中供暖在连云港地区的应用及效益分析

电能替代是推广清洁能源、改善环境的主要途径,居民采暖作为高耗能领域,是亟需实施电能替代的主要领域之一。以江苏省首个居民小区"以电代煤,清洁取暖"项目为例,介绍蓄热式电锅炉在连云港地区的实际应用,分析其改造方案,并对其改造效益进行评估,为蓄热式电锅炉在居民采暖或其他高耗能领域的电能替代应用提供一定的借鉴。     

蓄热电锅炉技术及其移峰填谷效果的评价方法

对蓄热电锅炉的原理及系统配置方法进行了介绍,提出了一种评估蓄热电锅炉系统移峰填谷效果的方法。此方法已在河北省的“双蓄”检测中得到实际应用,效果良好。     

浅析蓄热式电锅炉系统在西藏昌都饭店的应用

通过蓄热式电锅炉系统在昌都饭店的实际应用效果分析,提出采用该系统有利于保护生态环境,有利于电网移峰填谷,提高电网经济运行水平。作为电力需求侧管理应用技术的一项具体措施,蓄热式电锅炉在高原有着极大的推广价值。     

基于PLC编程的模糊控制算法在电锅炉温控系统中的应用

本文简述了基于PLC的模糊控制算法在电锅炉温度控制中的具体应用,介绍了用PLC编程实现对电锅炉温度的模糊控制方法。实践表明,该方法具有很好的温控效果。     

蓄热电锅炉参与能源互联的应用模式探究及发展趋势分析

针对大规模新能源发电和分布式可再生能源发展过程中出现的严重弃风、弃光现象,结合"洁能+储能+智能"的未来发展方向,提出蓄热电锅炉参与能源互联的应用模式。对蓄热锅炉的发展现状进行梳理和分析,并简要介绍目前蓄热电锅炉的运行机理和主要的运行模式。在此基础上,探究蓄热电锅炉在能源互联中"源-网-荷"三侧的应用,提出蓄热电锅炉参与能源互联的集中控制与分散控制两种应用模式。     

考虑停电时段用户热需求的蓄热式电采暖日前优化调度方法

文中提出一种考虑停电时段用户最小热需求的蓄热式电采暖日前优化调度方法。首先,建立含蓄热水箱的空气源热泵供暖系统模型和房屋热负荷模型。然后,提出一种电网故障场景下,综合考虑可维持供暖时长及用户舒适度的最小用热量计算方法。最后,以经济性为目标,以故障场景下的最小用热量为约束,构建一种考虑停电时段用户最小热需求的蓄热式电采暖日前优化调度模型。算例结果表明,所提方法可基于蓄热式电采暖的蓄热量,实现“停电不停暖”的同时,降低供暖费用,同时配合蓄热水箱容量提升或房屋围护结构改造,可有效提升用户供暖可靠性。     

基于模糊PID的电锅炉温度控制研究

针对电锅炉温控系统存在的惯性及滞后问题,提出利用模糊PID控制算法来实现对于电锅炉温度的有效控制。该算法充分利用了常规PID算法和模糊控制算法的优点,仿真实验证明了该算法对于电锅炉温度的控制明显具有更好的效果,鲁棒性和抗干扰能力更强。在此基础上设计的硬件电路系统,简单实用、功能丰富,非常适合实际工程应用。     

基于可控负荷提升风电接纳能力的优化调度

针对我国“三北”地区冬季供暖期的高热负荷、低电负荷问题,在构建多区域热电厂侧配置蓄热式电锅炉作为可控负荷的热电联合调度模型的基础上,利用改进的粒子群优化算法迭代寻优,对弃风电量供热、风电就地接纳、风电并网水平等问题进行探究。建立计及弃风因素与可控负荷影响的电网优化调度的双层优化模型:上层优化是可控负荷的负荷优化问题,通过优化调度可控负荷的方式,以可控负荷购电成本最小化为目标;下层优化是电网的发电优化问题,通过电网调度的方式,以全网发电成本最小化为目标,为上层优化提供电网实时电价。对所建模型进行算例仿真,通过KKT条件将双层优化模型转换为具有均衡约束的单层优化模型后使用MATLAB软件优化求解。结果表明:在负荷低谷的弃风时段蓄热及区域间协调送电供热能够高效利用蓄热罐的蓄放热能力,提升风电接纳与优化机组成本。     

三峡梯级电站的模糊优化调度方法

三峡梯级调度中存在着大量的模糊信息，如入库流量、负荷需求等，为 了更好地处理这些模糊信息，同时考虑到梯级电站之间水和电的联系，文中在传统优化调度 的基础上, 结合模糊数学理论，对三峡梯级优化调度的模糊求解方法进行了研究。