本发明专利技术公开一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法及系统，包括：在设定的机组改造类型和改造台数要求下，对未改造和改造后的机组进行机组组合；根据热负荷需求数据和电负荷需求数据，以机组总发电功率最大为目标函数，以机组的热电耦合约束、爬坡速率约束、热负荷平衡约束和热用户室内温度约束为约束条件，将热负荷需求数据在当前机组组合的不同机组之间进行优化分配，并确定分配后当前机组组合的最大顶峰容量；协同热网，提升热电厂的顶峰能力，体现负荷侧响应；比较不同机组组合的最大顶峰容量，确定最优机组组合及其对应的分配策略。解决热电联产机组供暖季顶峰发电容量不足的问题，满足电力保供。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热电联产机组，特别是涉及一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、目前，热电联产机组改造类型以高背压改造和低压缸零出力改造为主。通过改造，机组一定程度上在保障供暖能力的前提下可提升机组的调峰能力，通过压低发电出力，以消纳更多的可再生能源。然而，随着可再生能源占比的不断提升与煤电机组改造，供暖季的电力保供问题日益引发关注。
3、原因在于，随着城市化发展的不断推进，用电负荷不断提升，具有随机性、不可控特征的风电、光伏占比的不断上升，存在某些时段电力供需不平衡的问题，特别是傍晚至深夜之前，由于光伏不再发电，风力发电量不足，难以应对用电晚高峰时段的需求。
4、另一方面，现有的热电联产机组改造突出的是提升机组的供热能力，故机组的发电能力受到制约，加剧了电力保供压力。尽管利用大容量机械储能(如压缩空气储能、抽水蓄能等)可在一定程度上缓解顶峰问题，但是，受制于地理环境与投资及运营成本，其容量受到限制。
技术实现思路
1、为了解决热电联产机组供暖季顶峰发电容量不足的问题，本专利技术提出了一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法及系统，通过协调各类型热电联产机组承担的供热份额，充分挖掘整个热电厂的顶峰潜力，使全厂顶峰能力最大，同时基于此，利用热网蓄热，一定程度的减少热电联产机组的供热抽汽量，实现对热电厂发电功率的进一步提升，满足电力保供。</p>2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法，包括：
4、在设定的机组改造类型和改造台数要求下，对未改造和改造后的机组进行机组组合；
5、根据热负荷需求数据和电负荷需求数据，以机组总发电功率最大为目标函数，以机组的热电耦合约束、爬坡速率约束、热负荷平衡约束和热用户室内温度约束为约束条件，将热负荷需求数据在当前机组组合的不同机组之间进行优化分配，并确定分配后当前机组组合的最大顶峰容量；
6、比较不同机组组合的最大顶峰容量，确定最优机组组合及其对应的分配策略。
7、作为可选择的实施方式，所述目标函数为：
8、t∈z,i∈z；
9、式中，表示t时刻第i台热电联产机组的发电功率；pdhn,t表示t时刻的顶峰发电功率；n表示热电联产机组总台数。
10、作为可选择的实施方式，热电耦合约束表示热负荷需求数据和电负荷需求数据均在热电负荷可调整空间内；
11、爬坡速率约束为：与分别为第i台热电联产机组在t时刻与t-1时刻的发电功率；v为最大爬坡速率；
12、热负荷平衡约束为：为t时刻第i台热电联产机组的供热量，qdemand,t为热负荷需求数据；qdhn,t为t时刻由于顶峰发电从热网中调用的热量；qdhn,t取零时，说明基于机组组合能够满足顶峰需求，无需调用热网蓄热，qdhn,t取值为正时，说明需要减少供热抽汽，以满顶峰需求，此时，qdhn,t取值受顶峰时长、容量及热用户供暖体验的约束。
13、作为可选择的实施方式，热用户室内温度约束为：式中，t为热用户室内温度，不低于设定阈值；m为热用户建筑质量；c为建筑的比热容；qin是热网循环水提供给热用户的热量，qout为热用户向室外环境放出的热量。
14、作为可选择的实施方式，顶峰容量为当前运行工况下，热电厂发电功率上限与实际发电出力的差值；顶峰容量大于零时，表示热电厂在满足电热负荷需求时仍有多余的发电功率可供调用；顶峰容量等于零时，表示热电厂满足热负荷需求，但发电能力已达上限；基于当前机组组合和实际热电负荷情况，已无顶峰容量时，利用热网的热惯性，调用热网蓄热，可满足一定的顶峰需求。
15、作为可选择的实施方式，通过比较不同机组组合的最大顶峰容量，以最大的顶峰容量确定最优机组组合及其对应的热负荷分配策略。
16、第二方面，本专利技术提供一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划系统，包括：
17、机组组合模块，被配置为在设定的机组改造类型和改造台数要求下，对未改造和改造后的机组进行机组组合；
18、优化模块，被配置为根据热负荷需求数据和电负荷需求数据，以机组总发电功率最大为目标函数，以机组的热电耦合约束、爬坡速率约束、热负荷平衡约束和热用户室内温度约束为约束条件，将热负荷需求数据在当前机组组合的不同机组之间进行优化分配，并确定分配后当前机组组合的最大顶峰容量；
19、规划模块，被配置为比较不同机组组合的最大顶峰容量，确定最优机组组合及其对应的分配策略。
20、第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。
21、第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。
22、第五方面，本专利技术提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现完成第一方面所述的方法。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
24、本专利技术通过热电负荷调整空间表征多类型机组的热电特性和不同类型机组组合的负荷调整空间，通过对各类型机组热电特性的合理运用，优化各类机组的热负荷分配，获得通过改造对热电厂最大顶峰能力的提升效果。
25、本专利技术将热电联产机组与热网协同，提出了进一步提升热电联产机组顶峰发电能力的策略，在保供形势严峻时，可通过一定程度的减少供热抽汽量，实现提升机组发电功率，此方法可与机组改造联合使用，以最大化提升当前工况下的顶峰能力。
26、本专利技术方法既适用于未进行灵活性改造的机组基于顶峰需求进行热电机组灵活性改造技术的选择，同时对于已经完成热电机组灵活性改造的热电厂，也能在满足供热负荷需求的基础上，以顶峰容量最大优化全厂的运行策略；该方法计算效率高，易于编程实现，具有二次开发功能，可调整热负荷与电负荷的数据，增加或删减灵活性改造机组的类型，且由于使用的求解器具有通用性，可进一步耦合燃气轮机、抽水蓄能及其他电源进行虚拟电厂的顶峰能力最大化寻优。同时，由于明确热电厂从机组改造与协同热网的顶峰能力是计算后续所需配置储能(如储热与分布式储电)容量的基础，因此该方法不仅给出了当前热电厂协同热网顶峰发电调度策略，还能为进一步配置大型储能资源提供关键参考。
27、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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【技术保护点】
1.一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法，其特征在于，所述目标函数为：
3.如权利要求1所述的一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法，其特征在于，热电耦合约束表示热负荷需求数据和电负荷需求数据均在热电负荷可调整空间内；
4.如权利要求1所述的一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法，其特征在于，热用户室内温度约束为：式中，T为热用户室内温度，不低于设定阈值；M为热用户建筑质量；c为建筑的比热容；Qin是热网循环水提供给热用户的热量，Qout为热用户向室外环境放出的热量。
5.如权利要求1所述的一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法，其特征在于，顶峰容量为当前运行工况下，热电厂发电功率上限与实际发电出力的差值；顶峰容量大于零时，表示热电厂在满足电热负荷需求时仍有多余的发电功率可供调用；顶峰容量等于零时，表示热电厂满足热负荷需求，但发电能力已达上限。
6.如权利要求1所述的一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法，其特征在于，通过比较不同机组组合的最大顶峰容量，以最大的顶峰容量确定最优机组组合及其对应的热负荷分配策略。
7.一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划系统，其特征在于，包括：
8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-6任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-6任一项所述的方法。
10.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现完成权利要求1-6任一项所述的方法。
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【技术特征摘要】
1.一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法，其特征在于，所述目标函数为：
3.如权利要求1所述的一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法，其特征在于，热电耦合约束表示热负荷需求数据和电负荷需求数据均在热电负荷可调整空间内；
4.如权利要求1所述的一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法，其特征在于，热用户室内温度约束为：式中，t为热用户室内温度，不低于设定阈值；m为热用户建筑质量；c为建筑的比热容；qin是热网循环水提供给热用户的热量，qout为热用户向室外环境放出的热量。
5.如权利要求1所述的一种热电机组改造并协同热网的顶峰容量规划方法，其特征在于，顶峰容量为当前运行工况下，热电厂发电功率上限与实际发电出力的差值；顶峰容量大于零时，表示热电厂在满足电热负荷需...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋继伟，刘慧，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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