[发明专利]促进风电消纳的电储能及辅助供热设备效益优化计算方法

说明书

本发明公开了一种促进风电消纳的电储能及辅助供热设备效益优化计算方法，包括：计算电储能设备产生的积极效益及电储能设备的投资成本,并通过前者与后者之差得到电储能设备综合效益；计算考虑煤耗变化的储热罐设备产生的积极效益，计算加装储热罐产生的投资成本，并通过前者与后者之差得到储热罐设备综合效益；计算电制热设备产生的积极效益,计算加装电锅炉产生的投资成本,并通过前者与后者之差得到电制热设备综合效益；通过得到的不同设备的综合效益模型,确定与综合效益相关的变量；改变与综合效益相关的变量水平，对各类设备的综合效益进行量化对比，优选出综合效益好的设备，带来更好的综合效益。

技术领域

本发明涉及燃煤热电联产机组、电储能及辅助供热设备提升电力系统风电消纳能力的技术领域，尤其是电储能、辅助供热设备在应用于提升风电消纳水平时综合效益的计算。

背景技术

我国的风电装机容量主要分布在西北、华北和东北地区，总称三北地区，三北地区风电并网容量占全国总风电并网容量的比重高达70％以上，然而这些地区的弃风问题也最为严重。导致三北地区弃风严重的关键因素是电力系统调峰能力不足。三北地区电源结构中燃煤火电机组占比高达71％左右，火电机组中又以燃煤热电联产机组为主，电力系统的调峰能力基本由热电联产机组决定。然而三北地区对集中供热需求高，一年中大约有120天～180 天的时间，热电联产机组必须以供热优先，无法灵活调整电出力，被迫拉低了电力系统调峰能力。

为了改善三北地区电力系统的调峰能力，提高风电消纳量，主流的解决措施有两类：一是直接措施，利用电储能设备直接消纳富余风电；二是间接措施，利用辅助供热设备，通过解耦热电约束，缓解热电联产机组的供热压力，使其能够下调电出力，为风电出让消纳空间。电储能、辅助供热设备都能达到提高风电消纳量的目的，但消纳相同容量的风电需要的设备容量并不相同，对热电联产机组的运行也会产生不同的影响，因而从电力系统的整体角度出发，安装不同的设备需要的投资成本及收获的运行效益存在较大差异，有必要对不同设备的应用经济性进行量化对比，帮助投资者按需选择最合适的设备。另外，在电储能设备中，抽水蓄能、压缩空气储能、电制氢储能是目前最具潜力的可商用化的大型储能设备。在辅助供热设备中，使用较广泛的主要是储热罐和电制热设备，其中电制热设备又以电锅炉和电热泵应用最多。

针对我国集中供暖区域严重的弃风问题，一方面可以利用电储能设备直接储存富余风电；另一方面可以借助辅助供热设备协助燃煤热电联产机组共同供热，从而缓解供热需求对热电联产机组运行出力的严格约束，使得热电联产机组可以灵活调节电出力，为风电出让消纳空间。电储能、辅助供热设备种类较多，为了在提高风电消纳水平的同时也能获得良好的经济效益，需要对不同种类设备的经济效益进行对比分析。考虑到增加消纳的风电替代了更多燃煤热电联产机组的电出力，由此减少了煤耗和碳排放量，因此在比较电储能及辅助供热设备的经济效益时，需要计算节煤效益、碳减排效益以及设备的投资成本，建立综合效益模型，但现有技术中目前缺少对各种电储能及辅助供热设备在提升风电消纳水平方面的综合效益进行量化对比的方法。

发明的内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明要目的在于提供一种促进风电消纳的电储能及辅助供热设备综合效益优化计算方法。

本发明的技术方案为：一种促进风电消纳的电储能及辅助供热设备效益优化计算方法，包括如下步骤：

步骤1：以抽水蓄能为代表，计算电储能设备产生的积极效益及电储能设备的投资成本,电储能设备的积极效益减去加装电储能设备的投资成本得到电储能设备综合效益；

步骤2：计算考虑煤耗变化的储热罐设备产生的积极效益，计算加装储热罐产生的投资成本，储热罐设备产生的积极效益减去加装储热罐产生的投资成本得到储热罐设备综合效益；

步骤3：以电锅炉为代表,计算电制热设备产生的积极效益,计算加装电锅炉产生的投资成本,电制热设备产生的积极效益减去加装电锅炉产生的投资成本得到电制热设备综合效益；