【摘要】：我國北方冬季供暖期,大量熱電聯(lián)產(chǎn)機組工作在"以熱定電"運行模式下,造成了系統(tǒng)調(diào)峰能力不足,棄風形勢嚴峻。能有效減少棄風的風電供熱由于經(jīng)濟效益問題和調(diào)度平臺尚未完善,難以大規(guī)模推廣應用。針對上述問題,該文將一定供熱區(qū)域內(nèi)的熱電廠、風電場、光伏電站組成虛擬電廠,形成利益整體,并加入風電供熱設備實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)機組的"熱電解耦"。首先描述了虛擬電廠的組成結(jié)構(gòu)和運行方式,其次建立了虛擬電廠熱電負荷優(yōu)化調(diào)度模型,對比了不同的虛擬電廠運行策略,并采用自適應免疫遺傳算法進行求解,實現(xiàn)了虛擬電廠內(nèi)部熱電負荷優(yōu)化調(diào)度。通過算例分析,驗證所建立模型的合理性與有效性;表明在虛擬電廠中加入風電供熱設備的運行策略可以有效地減少出力偏差與環(huán)保代價,提高經(jīng)濟效益;風電供熱容量在一定范圍內(nèi)越高或風光預測精度越高,虛擬電廠經(jīng)濟效益越好,同時體現(xiàn)了虛擬電廠作為一個利益整體的經(jīng)濟性優(yōu)勢。
【圖文】：

25]。3.2風光出力預測及熱負荷需求《風電場功率預測預報管理暫行辦法》要求風電場出力日預測最大誤差不超過25%，風電日預測MAE一般在10%~15%之間，單個光伏電站日預測MAE在5%~8%之間。本文風電預測平均絕對誤差為10.06%，光伏預測平均絕對誤差為6.16%[17]。次日熱負荷需求值一般由供熱公司結(jié)合次日天氣預測情況給出，由于用戶對于供熱舒適度的感知處于一個范圍之內(nèi)，并且氣溫預測較為準確，故本文中次日熱負荷需求預測值與實際需求值保持一致。不可控電源出力預測曲線、實際出力曲線以及熱負荷需求值曲線見圖3。3.3優(yōu)化算法本文采用了自適應免疫遺傳算法進行尋優(yōu)。自適應免疫遺傳算法的原理及實現(xiàn)參見文獻[26]，算法參數(shù)為：種群規(guī)模M=100；遺傳代數(shù)G=200；t/(15min)光電站出力風M/W05015030602000100負荷需求熱M/W26030028090風電(預測)風電(實際)光伏(預測)光伏(實際)圖3熱負荷需求值、風光出力實際值及預測值Fig.3Thepredictivevalueandactualvalueofwindandphotovoltaicpowerandheatloaddemand自適應交叉、變異概率為Pc1=0.9，Pc2=0.5，Pm1=0.1，Pm2=0.01；疫苗閾值為αv=0.8，βv=0.2，接種系數(shù)為cv=0.3。3.4仿真結(jié)果分析3.4.1不同運行策略對VPP的影響分析熱電廠中的抽凝CHP機組在運行于“以熱定電”模式時，其電出力已經(jīng)不能降低，即不具備向下調(diào)峰能力，但是由圖2所示的熱電運行區(qū)域可知，這類型機組具有一定的向上調(diào)峰能力，為了分析抽凝CHP機組的調(diào)峰能力對VPP經(jīng)濟效益的影響，以及加入風電供熱對VPP的影響，本小節(jié)對比了3種不同熱電廠運行策略下的VPP經(jīng)濟效益及出力偏差，其中策略3中的風電供熱容量上限為10MW。表1給出了對比?

為0時的等效棄風棄光總量。對比策略1和策略2可以看出，由于策略2只能實現(xiàn)CHP機組向上調(diào)峰，來應對風光出力不足的情況，并不能對于消納棄風棄光起到作用。而策略3的等效棄電量只有14MWh，這說明加入風電供熱實現(xiàn)CHP機組的向下調(diào)峰，可以為風光多發(fā)情況下的并網(wǎng)提供更多空間，等效提高了可再生能源的消納率。表1中同時列出了三種不同熱電廠運行策略下的VPP環(huán)保代價，相對于策略1，策略2與策略3在經(jīng)濟效益提高的同時，環(huán)保代價也在提高，并且策略2的環(huán)保代價明顯高于策略1和策略3。為了詳盡分析造成此種情況的原因，，圖4給出了各個運行時段，策略1和策略2的VPP中熱電廠電出力情況及VPP環(huán)保代價對比，圖5給出了各個運行時段，t/(15min)PVP境代價環(huán)/元1050012501450306011501350電熱電出力廠M/W20030025090策略2策略1PVP力偏差出M/W50500策略2策略1策略1策略2圖4策略1和策略2熱電廠出力和環(huán)保代價對比Fig.4ThecomparisonofCHPoutputandVPPenvironmentalcastsforstartegy1andstartegy2t/(15min)PVP境代價環(huán)/元1050012501450306011501350電廠電熱力出M/W20030025090策略2策略1PVP力偏差出M/W50500策略2策略1策略1策略2圖5策略1和策略3熱電廠出力和環(huán)保代價對比Fig.5ThecomparisonofCHPoutputandVPPenvironmentalcastsforstartegy1andstartegy2策略1和策略3的VPP中熱電廠電出力情況及VPP環(huán)保代價對比。圖4中，在策略1中VPP出力偏差大于0的時段(例如時段1—2、20—34、78—90等)，策略2中的VPP出于經(jīng)濟利益激勵，使CHP機組開始向上調(diào)峰并實現(xiàn)了完全補償VPP出力偏差(出力偏差減為0)。此時雖然VPP
【作者單位】： 華北電力大學控制與計算機工程學院;
【基金】：國家自然科學基金項目(61240037)~~
【分類號】：TM73

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本文編號：2531576