[发明专利]一种新能源与火电双向为高载能负荷供电的节能优化方法

摘要

本发明公开了一种新能源与火电双向为高载能负荷供电的节能优化方法，包括建立模型，对未来预设时间段内风电功率数据进行超短期功率预测；采用现有的负荷预测数学模型对未来预设时间段内的高载能负荷数据进行超短期负荷预测；判断未来预设时间段内风电功率是否满足高载能负荷正常生产运行的需要；若未来预设时间段内风电功率能够满足高载能负荷正常生产运行的需要，则采用风电直接为高载能负荷供电；若未来预设时间段内风电功率无法满足高载能负荷正常生产运行的需要，则建立新能源与火电双向为高载能负荷供电的节能优化模型。该新能源与火电双向为高载能负荷供电的节能优化方法，可以实现可靠性高、能源利用率高和节能效果差的优点。

主权项

一种新能源与火电双向为高载能负荷供电的节能优化方法，其特征在于，包括：步骤1：参考风的随机性和波动性，根据历史风电功率数据，通过曲线拟合和参数估计，建立ARMA模型，对未来预设时间段内风电功率数据进行超短期功率预测；步骤2：根据高载能负荷的运行情况，采用现有的负荷预测数学模型对未来预设时间段内的高载能负荷数据进行超短期负荷预测；步骤3：根据风电功率的预测数据和高载能负荷的预测数据，判断未来预设时间段内风电功率是否满足高载能负荷正常生产运行的需要；步骤4：若未来预设时间段内风电功率能够满足高载能负荷正常生产运行的需要，则采用风电直接为高载能负荷供电；步骤5：若未来预设时间段内风电功率无法满足高载能负荷正常生产运行的需要，则以采用新能源与火电双向为高载能负荷供电所节约的火电机组能耗最大为目标，综合考虑各种约束条件，建立新能源与火电双向为高载能负荷供电的节能优化模型；在步骤5中，所述新能源与火电双向为高载能负荷供电的节能优化模型，具体为：以采用新能源与火电双向为高载能负荷供电所节约的火电机组能耗最大为目标，综合考虑电网约束、火电机组技术出力约束多种约束条件的优化模型；所述以采用新能源与火电双向为高载能负荷供电所节约的火电机组能耗最大为目标，综合考虑电网约束、火电机组技术出力约束多种约束条件的优化模型的操作，具体包括：考虑采用新能源与火电双向为高载能负荷供电所节约的火电机组能耗最大的目标函数，其数学描述如下：max Csave；式中，Csave＝C1‑C2；根据火电机组的运行特性可将火电机组分为基荷机组和经济调度机组；当仅采用火电机组为高载能负荷供电时，由于高载能负荷需求较为稳定，负荷变化小，因此可以采用煤耗量低的基荷机组为高载能负荷供电；当采用新能源与火电机组双向为高载能负荷供电时，虽然新能源不消耗一次能源，但是新能源的波动特性需要煤耗量较高的经济调度机组代替煤耗量低的基荷机组承担相应的负荷；Csave为采用新能源与火电双向为高载能负荷供电所节约的火电机组煤耗量；C1为采用火电机组为高载能负荷供电的煤耗量；C2为采用新能源与火电双向为高载能负荷供电的煤耗量；为基荷机组的煤耗量函数，为基荷机组i在时段t的输出功率，ai和bi为基荷机组i的煤耗量特性系数，G1为基荷机组数；为经济调度机组的煤耗量函数，为经济调度机组j在时段t的输出功率，a'j和b'j为经济调度机组j的煤耗量特性系数；G2为经济调度机组数；为高载能负荷消纳的风电功率预测值，T为计算周期内总的时段数，g表示火电机组；所述目标函数的约束条件，包括：(1)系统功率平衡约束：式中，为负荷预测值；(2)常规机组约束发电机组出力约束：式中，pmin,i，pmax,i分别为基荷机组i的最小出力和最大出力；pmin,j，pmax,j分别为经济调度机组j的最小出力和最大出力；(3)发电机组爬坡率约束：式中，rd,i，ru,i分别为基荷机组i的下行爬坡速度和上行爬坡速度；rd,j，ru,j分别为经济调度机组j的下行爬坡速度和上行爬坡速度。