[发明专利]一种结合分布式发电的蒸汽热网系统调控方法

说明书

本发明提供了一种结合分布式发电的蒸汽热网系统调控方法，包括热电厂、蒸汽管网系统、分布式发电系统、微电网、阀门系统和协调控制系统，热电厂生产的蒸汽通过蒸汽管网输送至工业园区后，一部分用于供给热用户的实时蒸汽负荷——被动负荷，另一部分进入分布式发电系统的汽轮机带动发电机发电，成为系统层级可控的主动负荷；当用户蒸汽需求低于期望负荷时，增加进入分布式发电系统汽轮机的蒸汽管道阀门开度，将一部分蒸汽以发电形式利用，调控蒸汽热网中的蒸汽流量。本发明提供的结合分布式发电的蒸汽热网系统及调控方法，可以有效解决蒸汽长距离输运过程中，蒸汽管道负荷过低导致的蒸汽冷凝和管网积水问题，提升供需协同性。

技术领域

本发明属于能源互联网领域，具体涉及一种结合分布式发电的蒸汽热网系统及调控方法。

背景技术

在化工、医药等工业园区，蒸汽是生产工艺中必不可少的能源。园区内有连续用汽用户和间歇用汽用户，用户昼夜用热负荷不同，并对蒸汽参数严格要求。为满足用户不同时间不同品质的蒸汽需求，供汽压力和温度将随之变化，并在夜晚时出现部分管道停供的情况。停供的管道需在第二天提前完成暖管、疏水、升压的过程以保证白天正常供热，暖管时间长且对管道存在腐蚀。同时，用户用汽变化随机性强，使得供给的蒸汽参数会跟随用户用热需求的变化而大幅波动，机组出力的不断变化降低了运行效率，也降低了运行的环保性，且容易导致蒸汽凝结造成水击，存在运行安全隐患。同时，由于长距离输运的蒸汽管网具有较大的惯性，用户的需求无法及时响应，往往存在较大的滞后性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种结合分布式发电的蒸汽热网系统及调控方法。

本发明采用的技术方案如下：一种结合分布式发电的蒸汽热网系统及调控方法，其特征在于，包括热电厂、蒸汽管网系统、分布式发电系统、微电网、阀门系统和协调控制系统；蒸汽管网系统包括主蒸汽管道和支路蒸汽管道；分布式发电系统包括汽轮机和发电机；阀门系统包括主要阀门和其他阀门，主要阀门为分布式发电系统汽轮机前控制阀门，其他阀门为其他蒸汽管道的控制阀门和安全阀门；

热电厂产生的蒸汽通过主蒸汽管道输送至工业园区；根据工业园区内热用户的用汽特征和热电厂需求，在不同位置配置分布式发电系统：只满足热电厂尽力减少主蒸汽管道流量波动的需求时，将分布式发电系统配置在主蒸汽管道到工业园区的入口处；满足主蒸汽管道流量平稳且末端重要用户需求变化快速响应的需求时，将分布式发电系统配置在末端重要用户前；在同一个工业园区中，分布式发电系统可配置于不同位置，且可同时配置多个；

蒸汽进入工业园区后，一部分用于满足热用户的实时蒸汽负荷，另一部分进入分布式发电系统中的汽轮机做功，带动发电机发电进入微电网；

在本发明技术方案中，热用户的实时蒸汽需求只受热用户的生产影响，将其定义为被动负荷；将分布式发电系统利用的蒸汽定义为主动负荷。

进一步地，分布式发电系统的汽轮机的排汽可用于工业园区热水供应或凝结回收；分布式发电系统的发电机生产的电可进入微电网，进行并网、满足园区电需求、生产压缩空气、电解水制氢或电解铝；

进一步地，阀门系统中的主要阀门和其他阀门都接收协同调控系统的调控指令，从而控制管道内蒸汽流量和分布式发电系统的发电量；

协同调控系统依据数据中心收集到的实时的总蒸汽热负荷和预测的下一时刻总蒸汽热负荷的数据，形成阀门调节方案集合及分布式发电系统出力方案；最终将调控指令传输至阀门进行开度调节，传输至分布式发电系统进行出力调节。

进一步地，本发明中的热电厂也可以同时为多个工业园区供蒸汽。

进一步地，在主蒸汽管道出入口、管道分叉口及用户侧户前管道均设有蒸汽温度、压力、流量测量装置，获得的实时数据传输至协调控制系统中的数据中心。

协调控制系统按照以下步骤形成分布式发电系统出力方案：