[发明专利]一种降低硫硝排放的含储热热电联产机组与风电联合调度方法

摘要

本发明涉及一种降低硫硝排放的含储热热电联产机组与风电联合调度方法，其特点是：包括对热电联产机组与风电运行特性的分析；对热电联产机组与风电联合调度值的确定等内容，以风电与热电联产机组运行特性为基础，综合考虑常规火电机组发电成本、热电联产机组运行成本、风电运行维护成本、脱硫脱硝装置运行成本、SO2与NOx的排污征收费用，兼顾热力平衡与电力平衡的相关约束，以降低SO2、NOx排放量，提高风电消纳量为目标，实行含储热热电联产机组与风电联合调度，并确定调度值，具有科学合理，调度准确，效果佳等优点。

主权项

1.一种降低硫硝排放的含储热热电联产机组与风电联合调度方法，其特征是，以风电与热电联产机组运行特性为基础，兼顾热力平衡与电力平衡的相关约束，以降低SO2、NOx排放量，提高风电消纳量为目标，实行含储热热电联产机组与风电联合调度，并确定调度值，具体包括以下步骤：1)对热电联产机组与风电运行特性的分析传统热电联产机组具有热电耦合特性，按“以热定电”工作模式运行，很大程度上限制了风电等新能源发电的并网消纳；在传统热电联产机组的基础上增加储热装置，能够打破机组的热电耦合特性，同时达到可靠供热与提高风电等新能源发电并网消纳的目的；风电作为清洁的新能源发电形式，具有环保、无污染的良好特性，但由于风力发电依赖于风能，所以可控性较差；2)热电联产机组与风电的联合调度(a)热电联产机组与风电联合调度模型的建立综合考虑常规火电机组发电成本、热电联产机组运行成本、风电运行维护成本、脱硫脱硝装置运行成本、SO2与NOx的排污征收费用因素，构建降低硫硝排放的含储热热电联产机组与风电联合出力调度模型；其中：f为系统经济总成本；C₁为常规火电机组发电成本；C₂为热电联产机组运行成本；C₃为风电的运行维护成本；C₄为脱硫、脱硝装置的运行成本；C₅为SO₂、NO_x的排污征收费用；P_it为常规火电机组i在t时刻的发电功率；P_e,it为热电联产机组i在t时刻的发电功率；为风电场在t时刻的发电功率；A_S为脱硫脱硝装置脱除SO₂的质量；A_N为脱硫脱硝装置脱除NO_x的质量；L_S为SO₂的排放量；L_N为NO_x的排放量；min为求取最小值；常规火电机组发电成本的计算为(2)式：其中：uit表示常规火电机组i在t时刻的运行状态，其中，uit＝1表示运行，uit＝0表示停机；si表示常规火电机组i的启动成本；ai，bi，ci为常规火电机组i的燃料成本系数；n为常规火电机组的数量；T为总的时间段；t为时刻；i为第i个机组；含储热热电联产机组运行成本的计算为(3)式：其中：为含储热热电联产机组i在t时刻的总供热功率；为储热装置在t时刻的储、放热功率，放热时为负值；a_ir，b_ir，c_ir为热电联产机组i的燃料成本系数；c_v为进汽量不变时增加单位热出力时热电联产机组电出力的下降值；N为热电联产机组的数量；风电运行维护成本的计算为(4)式：其中：k_iw为风电场i的运行维护成本系数；为风电场i在t时刻的发电功率；m为风电场的个数；脱硫脱硝装置运行成本的计算为(5)式：C4＝TSAS+TNAN  (5)其中：TS为脱硫脱硝装置脱除单位质量SO2的费用；TN为脱硫脱硝装置脱除单位质量NOx的费用；AS的计算为(6)式：AN的计算为(7)式：其中：Jm为燃煤的单价；fS为单位燃煤用于发电时SO2的排放量；fN为单位燃煤用于发电时NOx的排放量；ηS为脱硫装置的效率；ηN为脱硝装置的效率；S1为常规火电机组的燃料成本；S1的计算为(8)式：SO2、NOx排污征收费用的计算为(9)式：C5＝CS+CN  (9)其中：CS为SO2的排污征收费用；CN为NOx的排污征收费用；CS的计算为(10)式：CN的计算为(11)式：其中：DS为SO2的污染当量值；DN为NOx的污染当量值；JS为每一污染当量SO2的征收费用标准；JN为每一污染当量NOx的征收费用标准；LS的计算为(12)式：LN的计算为(13)式：(b)系统运行约束电功率平衡约束为(14)式：其中：Plt为t时刻电负荷值；热功率平衡约束为(15)式：其中：为t时刻热负荷值；为热电联产机组直接供热功率；为储热装置的供热功率；常规火电机组出力约束为(16)式：Pimin≤Pit≤Pimax  (16)其中：Pimax为常规火电机组i的最大出力；Pimin为常规火电机组i的最小出力；常规火电机组爬坡率约束为(17)式：‑rdi≤Pit‑Pi(t‑1)≤rui  (17)其中：rui为常规火电机组i的最大向上爬坡率；rdi为常规火电机组i的最大向下爬坡率；常规火电机组启动和停运时的出力约束为(18)式：热电联产机组的电出力约束为(19)式：Pe,imin≤Pe,it≤Pe,imax  (19)其中：Pe,imin为热电联产机组i的电出力下限；Pe,imax为热电联产机组i的电出力上限；热电联产机组的热出力约束为(20)式：其中：为热电联产机组i在t时刻的热出力；为热电联产机组的热出力上限；热电联产机组储热装置的储热容量约束为(21)式：其中：为储热装置的最小储热容量；为储热装置的最大储热容量；为储热装置t时刻的储热量；热电联产机组储热装置的储、放热功率约束为(22)式：其中：为储热装置的最大储热功率；为储热装置的最大放热功率。