CN102510100B - 包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统及方法 - Google Patents

包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统及方法，包括水源热泵、燃煤纯凝汽式火电机组、空调器热泵、电能表、散热器、耗热计量表及采集所述电能表检测的耗电数据及耗热计量表检测的采暖耗热数据的第二远程集中控制器、通过第一～三远程集中控制器控制所述水源热泵、燃煤纯凝汽式火电机组、空调器热泵及散热器运行的调度控制装置。本发明通过采集用户至热源的管道距离，大大减小系统实际需要的负荷值与电力负荷预测值之间的误差，以有利于系统运行和规划，减小调度困难。

Description

包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统及方法
技术领域
本发明涉及城市综合能源供应系统，尤其涉及一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统及方法。
背景技术
电力负荷预测是电力系统规划的重要组成部分，也是电力系统经济运行的基础，其对电力系统规划和运行都极其重要。
电力负荷预测包括两方面的含义，即用以指安装在国家机关、企业、居民等用户处的各种用电设备，也可用以描述上述用电设备所消耗的电力电量的数值。
电力负荷预测是以电力负荷为对象进行的一系列预测工作。从预测对象来看，电力负荷预测包括对未来电力需求量（功率）的预测和对未来用电量（能量）的预测以及对负荷曲线的预测。其主要工作是预测未来电力负荷的时间分布和空间分布，为电力系统规划和运行提供可靠的决策依据。
但电力负荷预测值与系统实际需要的负荷值存在一定的误差，减小这个误差有利于系统运行和规划，减小调度困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统及方法，通过本发明调度系统及其调度方法，可以大大减小系统实际需要的负荷值与电力负荷预测值之间的误差，以有利于系统运行和规划，减小调度困难。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统，包括：用于产出采暖热水的水源热泵；用于产出电力的燃煤纯凝汽式火电机组，为水源热泵供电；与所述燃煤纯凝汽式火电机组并联的空调器热泵，所述空调器热泵由所述燃煤纯凝汽式火电机组产生的电能驱动而产生采暖热能；控制空调器热泵的空调器热泵遥控开关；采集用户非采暖用电的电表；与所述水源热泵相连接的热水式采暖散热器，所述水源热泵生产的热水流入所述热水式采暖散热器中产生采暖热能；热水式采暖散热器热水消耗计量表,用于检测所述热水式采暖散热器热水消耗的数据；控制热水式采暖散热器的热水式采暖散热器流水阀门遥控开关；第一远程集中控制器，采集水源热泵的供暖出力热水流量，并将该供暖出力热水流量数据传送给综合调度控制装置；第二远程集中控制器，其内存储有热水式采暖散热器与水源热泵之间的距离信息，采集所述用户非采暖用电的电表所检测的非采暖耗电数据，采集热水式采暖散热器热水消耗计量表检测的热水消耗数据，然后上述非采暖耗电数据及热水消耗数据以及热水式采暖散热器与水源热泵之间距离数据传送给综合调度控制装置；第三远程集中控制器，采集燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量；并将采集的燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量传送给综合调度控制装置；综合调度控制装置，根据热水式采暖散热器与水源热泵之间距离计算并生成最终调度控制水源热泵的热出力、燃煤纯凝汽式火电机组提供给空调器热泵的发电出力以及用户不同时刻的空调器热泵的耗电量和供热量的控制信号；所述第一远程集中控制器接收到综合调度控制装置所发出的调度控制信号后，以该调度控制信号控制水源热泵的控制执行装置动作；所述第二远程集中控制器接收到综合调度控制装置所发出的调度控制信号后，以该调度控制信号分别驱动空调器热泵遥控开关、热水式采暖散热器流水阀门遥控开关执行开关机动作；第三远程集中控制器接收综合调度控制装置所发出的调度控制信号，并用该调度控制信号控制燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的控制执行装置动作。
所述热水式采暖散热器流水阀门遥控开关，通过第二远程集中控制器以遥控方式与所述综合调度控制装置耦合；所述空调器热泵遥控开关，通过第二远程集中控制器以遥控方式与所述综合调度控制装置耦合；水源热泵控制执行装置，通过第一远程集中控制器以遥控方式与所述综合调度控制装置耦合；
所述综合调度控制装置包括：接收第一远程集中控制器发送的水源热泵的供暖出力热水流量的第一数据接收单元；接收第二远程集中控制器发送的用户非采暖电表检测的耗电数据、采暖热水消耗数据及用户管道距离信息的第二数据接收单元；接收第三远程集中控制器发送的燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量的第三数据接收单元；将第一、第二和第三数据接收单元接收的数据进行解码的数据解码器；对所述数据解码器解码后的数据进行存储的数据存储器；对数据存储器内所存储的数据进行计算并生成调度控制信号的调度控制信号计算单元；将所述调度控制信号进行编码的信号转换编码器；及将编码后的调度控制信号分别传递给第一远程集中控制器、第二远程集中控制器和第二远程集中控制器的发送单元；
所述综合调度控制装置通过电力光纤与云计算服务系统连接，并驱动云计算服务系统计算，以获得调度控制信号；所述综合调度控制装置通过电力光纤接收云计算服务系统计算获得的调度控制信号，然后经由电力电缆或无线传输方式发布该调度控制信号给第一远程集中控制器、第二远程集中控制器和第三远程集中控制器；
所述第二远程集中控制器包括依次连接的用户非采暖电表脉冲计数器、采暖热水流量脉冲计数器、脉冲信号编码转换器、计量信号放大发射器，及相互连接的控制信号接收解码器和控制信号遥控发射器；用户非采暖电表脉冲计数器与用户非采暖电表连接，用户非采暖电表脉冲计数器将检测得到的耗电数据经过脉冲信号编码转换器及计量信号放大发射器处理后传送至综合调度控制装置；采暖热水流量脉冲计数器连接热水式采暖散热器热水消耗计量表，用于检测热水式采暖散热器热水消耗计量表的采暖流量数据，采暖热水流量脉冲计数器将检测得到的采暖流量数据经过脉冲信号编码转换器及计量信号放大发射器处理后传送至综合调度控制装置；控制信号接收解码器，接收综合调度控制装置发出的调度控制信号并进行解码，然后通过控制信号遥控发射器将控制信号发送给空调器热泵遥控开关、热水式采暖散热器流水阀门遥控开关执行开关机动作；
所述第二远程集中控制器还用于采集用户输入的热惯性时间数据，并将该数据传送给综合调度控制装置；
一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统的调度方法，包括以下步骤：
1）测量以下数据：每间隔ΔT周期测量一次，其中，ΔT为采样周期，采样次数为T，T为自然数：
1.1）测量供给侧：采集燃煤热电联产机组的热出力HCHP（t）、第三远程集中控制器采集燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量PCON(t)
1.2）用户侧：
（a）N个用户的热水式采暖散热器距水源热泵的管道距离Si；
（b）N个用户的非采暖耗电量Pi(t)；
（c）N个用户的热水式采暖散热器的耗热量Hi（t）；
（d）N个用户的空调器热泵装机容量Pi EHP；
（e）N个用户输入的热惯性时间Ti；
2）计算：
2.1）计算所有用户总的非采暖耗电量
2.2）根据2.1）中计算出的用户总的耗电量Psum(t)利用统计分析方法计算预测出一段时间的电力负荷Pload(t)；根据1.1）采集的水源热泵的热出力HCHP(t)，预测未来一段时间的水源热泵的热出力HCHP(t);根据1.1）采集的燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量PCON(t)，预测未来一段时间的燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量PCON(t)；
2.3）根据热水式采暖散热器与水源热泵之间距离Si将所有用户分为L组，L为自然数，然后分别求出各组中所有用户的总采暖负荷Hload(l)=∑Hi(t,l)和空调器热泵容量PEHP(l)＝ΣPi EHP(l)Hi(t,l)为第l组热水式采暖散热器在t时刻的采暖负荷，Pi EHP(l)为第l组热水式采暖散热器的空调器热泵容量，其中用户分组方法为：首先计算出热水式采暖散热器与水源热泵之间的等效距离为热水在管道中的流速，然后对取整得到si，接着，将具有相同si的用户分为同一组，其中，si=l，l为L分组中的第l组；
2.4）根据测量和预测出的各参数迭代计算调节后水源热泵的热出力hCHP(t)、燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量pCON(t)、用户不同时刻空调器热泵耗电量pEHP(t,l)和供热量hEHP(t,l)。
所述调节后水源热泵的热出力hCHP(t)、燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量pCON(t)、用户不同时刻空调器热泵耗电量pEHP(t,l)和供热量hEHP(t,l)的计算方法为：联合以下公式（1）～（9）即可得知在Δp最小的情况下，调节后水源热泵的热出力hCHP(t)、燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量pCON(t)以及用户不同时刻空调器热泵耗电量pEHP(t,l)和供热量hEHP(t,l)：
（A）确立目标函数
Δp = Σ t = T + 1 2 T ( p load ( t ) - P need ( t ) ) 2 / ( T + 1 ) - - - ( 1 )
其中，Δp为调节后等效用电负荷与目标负荷的标准误差；
pload(t)为调节后等效用电负荷，单位MW；
Pneed(t)为目标负荷，单位MW；
电力负荷跟踪后的等效用电负荷定义如下：
pload(t)=Pload(t)-(pCON(t)-PCON)+pEHPs(t)   （2）
其中，pload(t)为调节后等效用电负荷，单位MW；
Pload(t)为步骤2.2）中预测的电力负荷，单位MW；
pCON(t)为调节后燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量，单位MW；
PCON为步骤2.2）中燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量，单位MW；
pEHPs(t)为t时所有用户空调器热泵的耗电量，单位MW；
（B）确立约束方程
热负荷平衡方程：
Δh(t)=|HCHP(t)-hCHP(t)|   （3）
Δh ( t ) = Σ l = 0 L h EHP ( t + l , l ) - - - ( 4 )
其中，Δh(t)表示第t时段水源热泵热水供暖不足的功率，单位MW；
HCHP为预测的水源热泵供暖热出力，单位MW；
hCHP(t)为调节后水源热泵供暖热出力，单位MW；
hEHP(t+l,l)为t+l时刻第l组用户空调器热泵的供暖量之和，单位MW；
水源热泵约束：
发热出力限制：
0≤hWSHP(t)≤HWSHP   （5）
水源热泵热电比约束：
hWSHP(t)=COPWSHP·pWSHP(t)；   （6）
上述公式（5）～（6）中，HWSHP为水源热泵额定热容量，单位MW；COPWSHP为水源热泵性能系数；hWSHP(t)为水源热泵t时段的热出力，单位MW；pWSHP(t)为水源热泵t时段的耗电功率，单位MW；
用户侧空调器热泵约束：
热电比约束：hEHP(t,l)=COPEHP·pEHP(t,l)   （7）
空调器热泵出力上限：0≤pEHP(t,l)≤min(PEHP(l),Hload(l)/COPEHP)
（8）
其中，hEHP(t,l)为t时刻第l组用户空调器热泵的供热量之和，单位MW；
COPEHP为空调器热泵性能系数；
pEHP(t,l)为t时刻第l组用户空调器热泵的耗电量之和，单位MW；
所有用户组的空调器热泵耗电量：
p EHPs ( t ) = Σ l = 0 L p EHP ( t , l ) - - - ( 9 ) .
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明利用用户至热源的管道距离，根据终端用户的负荷能耗的需求调节水源热泵的采暖供热出力、燃煤纯凝汽式火电机组（B）对空调器热泵的发电出力、终端用户的空调热泵采暖的电力消耗量、及终端用户的散热器的采暖供热量，从而大大减小系统实际需要的负荷值与电力负荷预测值之间的误差，以有利于系统运行和规划，减小调度困难。
附图说明
图1为本发明包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统的结构框图；
图2为本发明第二远程集中控制器的结构框图；
图3为本发明综合调度控制装置的结构框图；
图4为本发明综合调度控制装置与云计算服务系统的连接图；
图5为经本发明调度系统及调度方法调节后等效用电负荷与目标负荷的曲线图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
请参照图1所示，本发明的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统包括：
用于采暖热水的水源热泵A；
用于产出电力的燃煤凝汽式火电机组B，为水源热泵A提供电力；
通过电力电缆113与所述燃煤纯凝汽式火电机组B并联的空调器热泵108，所述空调器热泵108由所述燃煤纯凝汽式火电机组B产生的电能驱动而产生采暖热能；
用户非采暖用电表，用于检测用户的非采暖耗电数据；
控制空调器热泵108的空调器热泵遥控开关117；
通过供热管道114与所述水源热泵A相连接的热水式采暖散热器110，所述水源热泵A生产的热水流入所述热水式采暖散热器110中产生采暖热能；
热水式采暖散热器热水消耗计量表111,用于检测所述热水式采暖散热器110热水消耗的数据；
控制热水式采暖散热器110的热水式采暖散热器流水阀门遥控开关116；
第一远程集中控制器1121，采集水源热泵A的供暖出力热水流量，并将采集的水源热泵A的供暖出力热水流量，传送给综合调度控制装置115；
第二远程集中控制器1122，存储有热水式采暖散热器与水源热泵A之间的距离信息，采集用户非采暖耗电数据，再将该用户非采暖耗电数据以及热水式采暖散热器与水源热泵A之间的距离信息传送给综合调度控制装置115；采集热水式采暖散热器热水消耗计量表111检测的热水消耗数据，再将该采集的热水式采暖散热器热水消耗计量表111检测的热水消耗数据传送给综合调度控制装置115；
第三远程集中控制器1123，采集燃煤纯凝汽式火电机组B对空调器热泵的发电出力电量；并将采集的燃煤纯凝汽式火电机组B对空调器热泵的发电出力电量传送给综合调度控制装置115；
综合调度控制装置115，根据热水式采暖散热器110与水源热泵A之间距离，计算并生成最终调度控制水源热泵A的热出力、燃煤纯凝汽式火电机组B提供给空调热泵的发电出力以及用户不同时刻的空调热泵的耗电量和供热量的控制信号；
第一远程集中控制器接收到综合调度控制装置115所发出的调度控制信号后，以该调度控制信号控制水源热泵A的执行装置动作；
第二远程集中控制器接收到综合调度控制装置115所发出的调度控制信号后，以该调度控制信号分别驱动空调器热泵遥控开关117、热水式采暖散热器流水阀门遥控开关116执行开关机动作；
第三远程集中控制器1123接收综合调度控制装置115所发出的调度控制信号，并用该调度控制信号控制燃煤纯凝汽式火电机组B对空调器热泵的控制执行装置动作；
终端用户处的空调器热泵108在燃煤纯凝汽式火电机组B产生的电能的驱动下为使用空调器热泵108的终端用户提供采暖供热。水源热泵A由燃煤纯凝汽式火电机组B产生的电能的驱动下而产生采暖热水，该水源热泵生产的采暖用热水通过供热管道114传送给终端用户的散热器110提供采暖供热。
所述终端用户处的空调器热泵108通过输电线路113与燃煤纯凝汽式火电机组B并联，由所述燃煤纯凝汽式火电机组B产生的电能驱动空调器热泵108产生采暖热能，进而为空调用户提供采暖供热。所述空调器热泵108还包括空调器热泵开关⑤。
请参照图1，所述空调器热泵遥控开关117连接空调器热泵108，用于控制空调器热泵108的开关。所述散热器110通过供热管道114与所述水源热泵A相连接，并由所述水源热泵A产出的热水流入所述散热器110中产生采暖热能。所述热水消耗计量表111与所述散热器110相耦合，用于检测所述散热器110的采暖耗热数据。所述散热器110设有开关阀门⑥。第二远程集中控制器112采集用户的非采暖耗电数据再将用户的非采暖耗电数据传送给综合调度控制装置115；采集热水式采暖散热器热水消耗计量表111检测的热水消耗数据,然后再将该热水消耗数据传送给综合调度控制装置115。
请参照图2所示，第二远程集中控制器1122包括依次连接的用户非采暖电表脉冲计数器、采暖热水流量脉冲计数器、脉冲信号编码转换器、计量信号放大发射器，及相互连接的控制信号接收解码器和控制信号遥控发射器；用户非采暖电表脉冲计数器用于检测用户非采暖的耗电数据，用户非采暖电表脉冲计数器检测得到的耗电数据经过脉冲信号编码转换器及计量信号放大发射器处理后传送至综合调度控制装置115；采暖热水流量脉冲计数器连接热水式采暖散热器热水消耗计量表111，用于检测热水式采暖散热器热水消耗计量表111的采暖流量数据和热水式采暖散热器与水源热泵A之间的距离信息，采暖热水流量脉冲计数器检测得到的采暖流量数据和距离信息经过脉冲信号编码转换器及计量信号放大发射器处理后传送至综合调度控制装置115；控制信号接收解码器，接收综合调度控制装置115发出的调度控制信息并进行解码，然后通过控制信号遥控发射器将控制信号发送给空调器热泵遥控开关117、热水式采暖散热器流水阀门遥控开关116执行开关机动作。
第一远程集中控制器1121，采集水源热泵A的供暖出力热水流量，并将采集的水源热泵A的供暖出力热水流量传送给综合调度控制装置115。
请参照图3，综合调度控制装置115包括：
接收第一远程集中控制器发送的水源热泵A的供暖出力热水流量的第一数据接收单元200；
接收第二远程集中控制器发送的用户非采暖电表检测的耗电数据、采暖热水消耗数据及用户管道距离信息的第二数据接收单元201；
接收第三远程集中控制器发送的燃煤纯凝汽式火电机组B对空调器热泵的发电出力电量的第三数据接收单元；
将接收到的第一、第二和第三数据接收单元接收的数据进行解码的数据解码器202；
对所述解码后的数据进行存储的数据存储器；
对数据存储器内所存储的数据进行计算并生成调度控制信号的调度控制信号计算单元204；
将所述调度控制信号进行编码的信号转换编码器205；及
将编码后的调度控制信号分别传递给第一远程集中控制器、第二远程集中控制器和第三远程集中控制器的发送单元206。
请参照图4，综合调度控制装置115通过电力光纤120与云计算计算服务系统917连接，并驱动云计算服务系统917计算，以获得调度控制信号；综合调度控制装置115通过电力光纤120接收云计算服务系统917计算获得的调度控制信号，然后经由电力电缆或无线传输方式发布该调度控制信号给第一远程集中控制器1121、第二远程集中控制器1122。
本发明包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统的调度方法包括以下步骤：
1)测量——每间隔ΔT周期测量一次，其中，ΔT为采样周期，采样次数为T，T为自然数
（1.1）测量供给侧：
测量水源热泵A的热出力HCHP（t、第三远程集中控制器采集燃煤纯凝汽式火电机组B对空调器热泵的发电出力电量PCON(t);
（1.2）测量用户侧：（i=0～N，N为用户个数）
1.2.1）N个用户的热水式采暖散热器距水源热泵A的管道距离Si；
1.2.2）N个用户的非采暖耗电量Pi(t)；
1.2.3）N个用户的热水式采暖散热器的耗热量Hi（t）；
1.2.4）N个用户的空调热泵装机容量Pi EHP；
1.2.5）N个用户输入的热惯性时间Ti
2)计算：
2.1）计算所有用户总的非采暖用电量
2.2）根据2.1）中计算出的用户总的非采暖用电量Psum(t)，利用已知SPSS(Statistical Product and Service Solutions)统计分析方法，预测出未来一段时间的电力负荷Pload(t);根据1.1）采集的水源热泵A的热出力HCHP(t)，预测未来一段时间的水源热泵A的热出力HCHP(t);根据1.1）采集的第三远程集中控制器采集燃煤纯凝汽式火电机组B对空调器热泵的发电出力电量PCON(t)，预测未来一段时间的第三远程集中控制器采集燃煤纯凝汽式火电机组B对空调器热泵的发电出力电量PCON(t)；
2.3）用户分组：计算每个用户到热源的等效距离并做取整运算得将相同的的用户分为同一组，si=l，总计为L组（L为自然数；v为热水在管道中的流速）；
2.4）对2.3）中分得的L个组，分别求出各组所有用户的总采暖负荷Hload(l)和热泵容量PEHP(l)
Hi(t,l)为第l组用户i在t时刻的采暖负荷
Pi EHP(l)为第l组用户i的热泵容量
3)控制计算
将1）中计算和预测的各参数代入以下控制计算中：
（3.1）目标函数
Δp = Σ t = T + 1 2 T ( p load ( t ) - P need ( t ) ) 2 / ( T + 1 )    公式（1）
其中，Δp为调节后等效用电负荷与目标负荷的标准误差，单位MW；
pload(t)为调节后等效用电负荷，单位MW；
Pneed(t)为目标负荷，单位MW。
电力负荷跟踪后的等效负荷定义如下：
pload(t)=Pload(t)-(pCON(t)-PCON)+pEHPs(t)   公式（2）
其中，pload(t)为调节后等效用电负荷，单位MW；
Pload(t)为步骤2.2）中预测的电力负荷，单位MW；
pCHP(t)为调节后燃煤纯凝汽式火电机组B对空调器热泵的发电出力的发电出力，单位MW；
PCHP为步骤2.2）中预测的燃煤纯凝汽式火电机组B对空调器热泵的发电出力的发电出力，单位MW；
pEHPs(t)为t时所有用户热泵的耗电功率，单位MW。
（3.2）约束方程
3.2.1热负荷平衡方程
空调热泵用电供暖代替水源热泵热水供暖出力的不足是方法的核心，如果Δh(t)表示第t时段水源热泵热水供暖不足的功率，则，其表达式为：
Δh(t)=|HCHP(t)-hCHP(t)|   公式（3）
其中，Δh(t)表示第t时段水源热泵热水供暖不足的功率，单位MW
HCHP预测的水源热泵供暖热出力，单位MW；
hCHP(t)为调节后水源热泵供暖热出力，单位MW。
第t时段水源热泵热水供给不足是由各个用户组使用热泵耗电采暖获得的，由于热水传输的延时性，热水不足的影响也存在延时，而这个延时随着用户组距离的变化而变化。例如，根据上文中将所有用户分为近似的0,1,..,L用户组，对于第1用户组，热水流到其的时间为一个单位调度时长，所以热水不足也将会在第t+1时段影响到第1用户组，同理，热水不足将会在第t+l时段影响到第l用户组。终上所述，第t时段水源热泵热水供给不足将由0～L用户组的空调热泵，分别在t～（t+l）时段通过用电来补偿。具体公式为：
Δh = ( t ) = Σ l = 0 L h EHP ( t + l , l ) , ( T ≤ t + l ≤ 2 T )    公式（4）
其中，hEHP(t+l,l)为t+l时刻第l组用户热泵的供暖功率之和，单位MW。
如果式中hEHP(t,l)可以取0的话，一方面，某些时段并不是所有用户组都参与补偿；另一方面，如果超过了规定的总调度时间，热水供给不足仍未影响到处于远端的用户组，那么这些用户组也将不参与补偿。
3.2.2水源热泵约束：
发热出力限制：
0≤hWSHP(t)≤HWSHP；   公式（5）
水源热泵热电比约束：
hWSHP(t)=COPWSHP·pWSHP(t)；   公式（6）
上述公式（5）～（6）中，HWSHP为水源热泵额定热容量，单位MW；COPWSHP为水源热泵性能系数；hWSHP(t)为水源热泵t时段的热出力，单位MW；pWSHP(t)为水源热泵t时段的耗电功率，单位MW。
3.2.3用户侧热泵约束
热电比约束
hEHP(t,l)=COPEHP·pEHP(t,l)   公式（7）
热泵出力上限
0≤pEHP(t,l)≤min(PEHP(l),Hload(l)/COP)   公式（8）
其中，hEHP(t,l)为t时刻第l组用户热泵的供暖功率之和，单位MW；
COPEHP为热泵性能系数；
pEHP(t,l)为t时刻第l组用户热泵的耗电功率之和，单位MW。
最后空调热泵耗电供热既可以补偿热水供暖的不足，也可以增加电力低谷时段的负荷，因此，需要求出各时段所有用户组的空调热泵耗电量之和：
p EHPs ( t ) = Σ l = 0 L p EHP ( t , l )    公式（9）
4)发送控制信号到供给和用户—执行动作
根据3）优化后得执行变量，将该执行变量信号发送至供给侧和用户，执行具体动作，如下：
A水源热泵热出力hCHP(t)信号、燃煤纯凝汽式火电机组B对空调器热泵的发电出力，控制水源热泵在未来调节时间内各时段的动作
B用户不同时刻热泵耗电量pEHP(t,l)和供热量hEHP(t,l)，控制用户侧不同距离用户使用热泵供暖量，以及关闭散热器量。
所述水源热泵的热出力hCHP(t)信号、燃煤纯凝汽式火电机组B对空调器热泵的发电出力和用户不同时刻热泵耗电量pEHP(t,l)和供热量hEHP(t,l)联合上述公式（1）～公式（9）即可得到。
请参照图5所示，由图可知，经发明调度方法调节后，用户的用电负荷与目标负荷曲线基本接近一致。
本发明以减少热水的输出而调节热电联产机组的发电量，最终调节电力负荷，如此，可以在大大节能的基础上，使得预测的用电负荷与目标负荷一致。
以上所述仅为本发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统，其特征在于：包括：
用于产出采暖热水的水源热泵（A）；
用于产出电力的燃煤纯凝汽式火电机组（B），为水源热泵（A）供电；
与所述燃煤纯凝汽式火电机组（B）并联的空调器热泵（108），所述空调器热泵（108）由所述燃煤纯凝汽式火电机组（B）产生的电能驱动而产生采暖热能；
控制空调器热泵（108）的空调器热泵遥控开关（117）；
采集用户非采暖用电的电表；
与所述水源热泵（A）相连接的热水式采暖散热器（110），所述水源热泵（A）生产的热水流入所述热水式采暖散热器（110）中产生采暖热能；
热水式采暖散热器热水消耗计量表（111）,用于检测所述热水式采暖散热器（110）热水消耗的数据；
控制热水式采暖散热器（110）的热水式采暖散热器流水阀门遥控开关（116）；
第一远程集中控制器（1121），采集水源热泵（A）的供暖出力热水流量，并将该供暖出力热水流量传送给综合调度控制装置（115）；
第二远程集中控制器（1122），其内存储有热水式采暖散热器（110）与水源热泵（A）之间的距离信息，采集所述用户非采暖用电的电表所检测的非采暖耗电数据，采集热水式采暖散热器热水消耗计量表（111）检测的热水消耗数据，然后上述非采暖耗电数据及热水消耗数据以及热水式采暖散热器（110）与水源热泵（A）之间距离数据传送给综合调度控制装置（115）；
第三远程集中控制器（1123），采集燃煤纯凝汽式火电机组（B）对空调器热泵的发电出力电量；并将采集的燃煤纯凝汽式火电机组（B）对空调器热泵的发电出力电量传送给综合调度控制装置（115）；
综合调度控制装置（115），根据热水式采暖散热器（110）与水源热泵（A）之间距离计算并生成最终调度控制水源热泵（A）热出力、燃煤纯凝汽式火电机组（B）提供给空调器热泵的发电出力以及用户不同时刻的空调器热泵的耗电量和供热量的控制信号；
所述第一远程集中控制器（1121）接收到综合调度控制装置（115）所发出的调度控制信号后，以该调度控制信号控制水源热泵（A）的执行装置动作；
所述第二远程集中控制器（1122）接收到综合调度控制装置（115）所发出的调度控制信号后，以该调度控制信号分别驱动空调器热泵遥控开关（117）、热水式采暖散热器流水阀门遥控开关（116）执行开关机动作；
第三远程集中控制器（1123）接收综合调度控制装置（115）所发出的调度控制信号，并用该调度控制信号控制燃煤纯凝汽式火电机组（B）对空调器热泵的控制执行装置动作。
2.根据权利要求1所述的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统，其特征在于，
所述热水式采暖散热器流水阀门遥控开关（116），通过第二远程集中控制器（112）以遥控方式与所述综合调度控制装置（115）耦合；
所述空调器热泵遥控开关（117），通过第二远程集中控制器以遥控方式与所述综合调度控制装置（115）耦合；
水源热泵控制执行装置，通过第一远程集中控制器以遥控方式与所述综合调度控制装置（115）耦合。
3.根据权利要求1所述的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统，其特征在于，所述综合调度控制装置（115）包括：
接收第一远程集中控制器发送的水源热泵（A）的供暖出力热水流量的第一数据接收单元（200）；
接收第二远程集中控制器发送的用户非采暖电表检测的耗电数据、采暖热水消耗数据及用户管道距离信息的第二数据接收单元（201）；
接收第三远程集中控制器发送的燃煤纯凝汽式火电机组（B）对空调器热泵的发电出力电量的第三数据接收单元；
将第一、第二和第三数据接收单元接收的数据进行解码的数据解码器（202）；
对所述数据解码器解码后的数据进行存储的数据存储器（203）；
对数据存储器内所存储的数据进行计算并生成调度控制信号的调度控制信号计算单元（204）；
将所述调度控制信号进行编码的信号转换编码器（205）；及
将编码后的调度控制信号分别传递给第一远程集中控制器、第二远程集中控制器和第三远程集中控制器的发送单元（206）。
4.根据权利要求1所述的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统，其特征在于，所述综合调度控制装置（115）通过电力光纤（120）与云计算服务系统（917）连接，并驱动云计算服务系统（917）计算，以获得调度控制信号；所述综合调度控制装置（115）通过电力光纤（120）接收云计算服务系统（917）计算获得的调度控制信号，然后经由电力电缆或无线传输方式发布该调度控制信号给第一远程集中控制器、第二远程集中控制器和第三远程集中控制器。
5.根据权利要求1所述的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统，其特征在于，所述第二远程集中控制器包括依次连接的用户非采暖电表脉冲计数器、采暖热水流量脉冲计数器、脉冲信号编码转换器、计量信号放大发射器，及相互连接的控制信号接收解码器和控制信号遥控发射器；
用户非采暖电表脉冲计数器与用户非采暖电表连接，用户非采暖电表脉冲计数器将检测得到的耗电数据经过脉冲信号编码转换器及计量信号放大发射器处理后传送至综合调度控制装置（115）；
采暖热水流量脉冲计数器连接热水式采暖散热器热水消耗计量表（111），用于检测热水式采暖散热器热水消耗计量表（111）的采暖流量数据，采暖热水流量脉冲计数器将检测得到的采暖流量数据经过脉冲信号编码转换器及计量信号放大发射器处理后传送至综合调度控制装置（115）；
控制信号接收解码器，接收综合调度控制装置（115）发出的调度控制信号并进行解码，然后通过控制信号遥控发射器将控制信号发送给空调器热泵遥控开关（117）、热水式采暖散热器流水阀门遥控开关（116）执行开关机动作。
6.根据权利要求1所述的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统，其特征在于，所述第二远程集中控制器（1122）还用于采集用户输入的热惯性时间数据，并将该数据传送给综合调度控制装置（115）。
7.根据权利要求1所述的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统的调度方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）测量以下数据：每间隔ΔT周期测量一次，其中，ΔT为采样周期，采样次数为T，T为自然数：
1.1）测量供给侧：第一远程集中控制器（1121）采集水源热泵（A）的热出力HCHP（t），第三远程集中控制器采集燃煤纯凝汽式火电机组（B）对空调器热泵的发电出力电量PCON(t)；
1.2）用户侧：第二远程集中控制器（1122）采集以下数据：
（a）N个用户的热水式采暖散热器距水源热泵（A）的管道距离Si；
（b）N个用户的非采暖耗电量Pi(t)；
（c）N个用户的热水式采暖散热器的耗热量Hi（t）；
（d）N个用户的空调器热泵装机容量Pi EHP；
（e）N个用户输入的热惯性时间Ti；
2）计算：
2.1）计算所有用户总的非采暖耗电量
2.2）根据2.1）中计算出的用户总的非采暖耗电量Psum(t)利用统计分析方法计算预测出一段时间的电力负荷Pload(t)；根据1.1）采集的水源热泵（A）的热出力HCHP(t)，预测未来一段时间的水源热泵（A）的热出力HCHP(t);根据1.1）采集的燃煤纯凝汽式火电机组（B）对空调器热泵的发电出力电量PCON(t)，预测未来一段时间的燃煤纯凝汽式火电机组（B）对空调器热泵的发电出力电量PCON(t)；
2.3）根据热水式采暖散热器（110）与水源热泵（A）之间距离Si将所有用户分为L组，L为自然数，然后分别求出各组中所有用户的总采暖负荷Hload(l)=∑Hi(t,l)和空调器热泵容量Hi(t,l)为第l组热水式采暖散热器在t时刻的采暖负荷，Pi EHP(l)为第l组热水式采暖散热器的空调器热泵容量，其中用户分组方法为：首先计算出热水式采暖散热器（110）与水源热泵（A）之间的等效距离v为热水在管道中的流速，然后对取整得到si，接着，将具有相同si的用户分为同一组，其中，si=l，l为L分组中的第l组；
2.4）根据测量和预测出的各参数迭代计算调节后水源热泵的热出力hCHP(t)、燃煤纯凝汽式火电机组（B）对空调器热泵的发电出力电量pCON(t)、用户不同时刻空调器热泵耗电量pEHP(t,l)和供热量hEHP(t,l)。
8.根据权利要求7所述的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统的调度方法，其特征在于：调节后水源热泵的热出力hCHP(t)、燃煤纯凝汽式火电机组（B）对空调器热泵的发电出力电量pCON(t)、用户不同时刻空调器热泵耗电量pEHP(t,l)和供热量hEHP(t,l)的计算方法为：联合以下公式（1）～（9）即可得知在Δp最小的情况下，调节后水源热泵的热出力hCHP(t)、燃煤纯凝汽式火电机组（B）对空调器热泵的发电出力电量pCON(t)以及用户不同时刻空调器热泵耗电量pEHP(t,l)和供热量hEHP(t,l)：
（A）确立目标函数
Δp = Σ t = T + 1 2 T ( p load ( t ) - P need ( t ) ) 2 / ( T + 1 ) - - - ( 1 )
其中，Δp为调节后等效用电负荷与目标负荷的标准误差，单位MW；
pload(t)为调节后等效用电负荷，单位MW；
Pneed(t)为目标负荷，单位MW；
电力负荷跟踪后的等效用电负荷定义如下：
pload(t)=Pload(t)-(pCON(t)-PCON(t))+pEHPs(t)   （2）
其中，pload(t)为调节后等效用电负荷，单位MW；
Pload(t)为步骤2.2）中预测的电力负荷，单位MW；
pCON(t)为调节后燃煤纯凝汽式火电机组（B）对空调器热泵的发电出力电量，单位MW；
PCON为步骤2.2）中预测的燃煤纯凝汽式火电机组（B）对空调器热泵的发电出力电量，单位MW；
pEHPs(t)为t时所有用户空调器热泵的耗电量，单位MW；
（B）确立约束方程
热负荷平衡方程：
Δh(t)=|HCHP(t)-hCHP(t)|   （3）
Δh = ( t ) = Σ l = 0 L h EHP ( t + l , l ) ( T ≤ t + l ≤ 2 T ) - - - ( 4 )
其中，Δh(t)表示第t时段水源热泵热水供暖不足的功率，单位MW；
HCHP(t)为预测的水源热泵供暖热出力，单位MW；
hCHP(t)为调节后水源热泵供暖热出力，单位MW；
hEHP(t+l,l)为t+l时刻第l组用户空调器热泵的供热量之和，单位MW；
水源热泵约束：
发热出力限制：
0≤hWSHP(t)≤HWSHP   （5）
水源热泵热电比约束：
hWSHP(t)=COPWSHP·pWSHP(t)；   （6）
上述公式（5）～（6）中，HWSHP为水源热泵额定热容量，单位MW；COPWSHP为水源热泵性能系数；hWSHP(t)为水源热泵t时段的热出力，单位MW；pWSHP(t)为水源热泵t时段的耗电功率，单位MW；
用户侧空调器热泵约束：
热电比约束：hEHP(t,l)=COPEHP·pEHP(t,l)   （7）
空调器热泵出力上限：0≤pEHP(t,l)≤min(PEHP(l),Hload(l)/COPEHP)
（8）
其中，hEHP(t,l)为t时刻第l组用户空调器热泵的供热量之和，单位MW；
COPEHP为空调器热泵性能系数；
pEHP(t,l)为t时刻第l组用户空调器热泵的耗电量之和，单位MW；
所有用户组的空调器热泵耗电量：
p EHPs ( t ) = Σ l = 0 L p EHP ( t , l ) - - - ( 9 ) .
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