CN108808713A - 提升新能源发电消纳能力的工业热负荷控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了提升新能源发电消纳能力的工业热负荷控制系统及方法，包括：区域新能源实时负荷采集模块，送工业热负荷动态修正指令生成模块F(x)；工业热负荷系统实际目标值指令生成模块ADD；限幅模块；热负荷PID控制器模块，根据工业热负荷系统的实际目标值指令和热负荷消耗值，进行系统无差调节，输出控制指令至热负荷调整装置，调整系统的热负荷消耗，使热负荷系统消耗值等于热负荷系统的实际目标值指令。本发明该技术方案将新能源发电与工业热负荷调节有机结合起来，在提升电网消纳新能源发电能力的同时，可以有效提高电网的灵活调节性能，为电网稳定优质运行提供技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，特别是涉及提升新能源发电消纳能力的工业热负荷控制系统及方法。
背景技术
随着新能源发电技术设备的发展成熟，新能源发电的装机容量越来越大，尤其在新能源资源丰富的地区，新能源发电负荷在区域电网中所占的负荷比例越来越大，而常规火力发电机组受环保改造、节能运行等原因影响，涉网调节性能也有所降低，因此电网的灵活调节能力在逐步减弱。
新能源发电受自然条件影响明显，其发电负荷出力随机性强，可控性差，给区域电网的稳定优质运行带来较大的压力，同时如何提升新能源发电的消纳能力也是当前新能源资源丰富区域电网面对的一个技术难题。
综上所述，现有技术中对于新能源发电系统中如何提高消纳能力的问题，尚缺乏有效的解决方案。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供了提升新能源发电消纳能力的工业热负荷控制系统，本发明根据新能源发电实时负荷出力情况，动态调整区域电网内工业热负荷的消耗，利用工业热负荷系统储热变化弥补新能源发电随机性大的特点，提升区域电网的新能源消纳能力。
提升新能源发电消纳能力的工业热负荷控制系统，包括：
区域新能源实时负荷采集模块，完成区域电网内新能源发电实时负荷的采集及数据的预处理，送工业热负荷动态修正指令生成模块F(x)；
工业热负荷动态修正指令生成模块F(x)，根据区域电网内的新能源发电实时负荷值，生成工业热负荷系统的修正指令；
辅助功能投入开关，当投入开关投入时，工业热负荷系统修正指令送工业热负荷系统实际目标值指令生成模块ADD；
工业热负荷系统实际目标值指令生成模块ADD，根据工业热负荷系统设定值与工业热负荷系统的修正指令，二者相加求和，生成工业热负荷系统的实际目标值指令；
限幅模块，根据工业热负荷系统需求，设置工业热负荷系统实际目标值指令的上下限值；
热负荷PID控制器模块，根据工业热负荷系统的实际目标值指令和热负荷消耗值，计算二者偏差，根据偏差进行PID(比例积分微分控制方式)动态调节，PID控制器输出的控制指令至热负荷调整装置，调整系统的热负荷消耗，使热负荷系统消耗值等于热负荷系统的实际目标值指令。
进一步的，所述工业热负荷动态修正指令生成模块F(x)的函数关系表如下：
某区域电网内新能源发电额定容量负荷为P0，某工业热负荷额定消耗Q0，设该工业热负荷系统最大动态修正指令为10％Q0。
提升新能源发电消纳能力的工业热负荷控制方法，包括以下步骤：
采集区域电网内新能源发电实时负荷并进行数据的预处理；
根据区域电网内的新能源发电实时负荷值，利用修正函数生成工业热负荷系统的修正指令；
当投入开关投入时，提升新能源消纳能力辅助功能投入，根据工业热负荷系统设定值与工业热负荷系统的修正指令，二者相加求和，生成工业热负荷系统的实际目标值指令；
根据工业热负荷系统需求，设置工业热负荷系统实际目标值指令的上下限值；
根据工业热负荷系统的实际目标值指令和热负荷消耗值，进行系统动态调节，输出控制指令至热负荷调整装置，调整系统的热负荷消耗，使热负荷系统消耗值等于热负荷系统的实际目标值指令。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用工业热负荷系统中储热惯性大的技术特点，根据新能源发电实时负荷出力情况，动态调整区域电网内工业热负荷的消耗，提升区域电网的新能源消纳能力。
本发明考虑到电网中工业热负荷系统的数量较大，该技术方案将新能源发电与工业热负荷调节有机结合起来，在提升电网消纳新能源发电能力的同时，可以有效提高电网的灵活调节性能，为电网稳定优质运行提供技术支撑。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为提升新能源发电消纳能力的工业热负荷自动控制系统结构原理图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
目前新能源发电装机容量越来越大，由于新能源发电随机性大，可控性差的技术特点，当电网中新能源发电负荷超过一定比例时，将给电网稳定优质运行带来不利影响，尤其在新能源资源丰富的地区，新能源发电负荷消纳已成为电网面临的一个技术难题。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在如何提升新能源发电负荷消纳能力的技术问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了提升新能源发电消纳能力的工业热负荷控制系统。
为提升电网对新能源发电的消纳能力，一是从改善新能源发电供电品质，提升其可控性能，适应电网需求；二是在保证电网稳定优质运行的基础上，优化电网负荷侧的运行方式，提升电网的灵活调节能力，寻求新能源发电负荷新的消纳方式。
考虑电网中的大量工业热负荷系统消耗电量比较多，并且整个储热系统具有大延迟特性，供热电负荷在一定范围的波动，不会影响整个热系统的供热效果，对于电网来讲，这类工业热负荷消耗可以作为电网负荷灵活调节的有效手段，提升电网消纳新能源发电的能力。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了提升新能源发电消纳能力的工业热负荷控制系统，该提升新能源发电消纳能力的工业热负荷控制系统中包括：
区域新能源实时负荷采集模块，完成区域电网内新能源发电实时负荷的采集及数据的品质判断，滤除无效数据后，送工业热负荷动态修正指令生成模块F(x)；
其中，数据品质主要从数据范围和变化速率两方面进行判断，无效数据指数据小于0或超出105％P0，或者采集的数据一秒钟内变化大小超过20％P0，其中P0为新能源发电额定容量负荷；
工业热负荷动态修正指令生成模块F(x)，根据区域电网内的新能源发电实时负荷值，生成工业热负荷系统的修正指令，提升新能源发电的消纳能力。
例如，某区域电网内新能源发电额定容量负荷为P0，某工业热负荷额定消耗Q0，设该工业热负荷系统最大动态修正指令为10％Q0(根据系统实际运行，该参数可调整)，当投入提升新能源消纳能力辅助功能后，新能源实时负荷越大，对应工业热负荷系统修正指令越大，即消纳新能源发电能力越强。该工业热负荷动态修正指令生成模块F(x)的函数关系表如表1所示。
表1工业热负荷动态修正指令生成模块F(x)的函数关系表
提升新能源消纳能力辅助功能投入开关，当投入开关投入时，提升新能源消纳能力辅助功能投入，工业热负荷系统修正指令送工业热负荷系统实际目标值指令生成模块ADD；当投入开关切除时，提升新能源消纳能力辅助功能屏蔽，修正指令自动为0，送工业热负荷系统实际目标值指令生成模块ADD；
工业热负荷系统实际目标值指令生成模块ADD，根据工业热负荷系统设定值与工业热负荷系统的修正指令，二者相加求和，生成工业热负荷系统的实际目标值指令；
限幅模块，根据工业热负荷系统需求，设置工业热负荷系统实际目标值指令的上下限值，保证在投入提升新能源消纳能力辅助功能后不影响工业热负荷系统自身应用效果。
热负荷PID控制器模块，根据工业热负荷系统的实际目标值指令和热负荷消耗值，计算二者偏差，根据偏差进行PID(比例积分微分控制方式)动态调节，PID控制器输出的控制指令至热负荷调整装置，调整系统的热负荷消耗，使热负荷系统消耗值等于热负荷系统的实际目标值指令。
提升新能源发电消纳能力的工业热负荷控制方法，包括以下步骤：
采集区域电网内新能源发电实时负荷并进行数据的预处理；
根据区域电网内的新能源发电实时负荷值，利用修正函数生成工业热负荷系统的修正指令；
当投入开关投入时，提升新能源消纳能力辅助功能投入，根据工业热负荷系统设定值与工业热负荷系统的修正指令，自动生成工业热负荷系统的实际目标值指令；
根据工业热负荷系统需求，设置工业热负荷系统实际目标值指令的上下限值；
根据工业热负荷系统的实际目标值指令和热负荷消耗值，进行系统动态调节，输出控制指令至热负荷调整装置，调整系统的热负荷消耗，使热负荷系统消耗值等于热负荷系统的实际目标值指令。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (4)
1.提升新能源发电消纳能力的工业热负荷控制系统，其特征是，包括：
区域新能源实时负荷采集模块，完成区域电网内新能源发电实时负荷的采集及数据的预处理，送工业热负荷动态修正指令生成模块F(x)；
工业热负荷动态修正指令生成模块F(x)，根据区域电网内的新能源发电实时负荷值，生成工业热负荷系统的修正指令；
辅助功能投入开关，当投入开关投入时，工业热负荷系统修正指令送工业热负荷系统实际目标值指令生成模块ADD；
工业热负荷系统实际目标值指令生成模块ADD，根据工业热负荷系统设定值与工业热负荷系统的修正指令，二者相加求和，生成工业热负荷系统的实际目标值指令；
限幅模块，根据工业热负荷系统需求，设置工业热负荷系统实际目标值指令的上下限值；
热负荷PID控制器模块，根据工业热负荷系统的实际目标值指令和热负荷消耗值，计算二者偏差，根据偏差进行PID动态调节，PID控制器输出的控制指令至热负荷调整装置，调整系统的热负荷消耗，使热负荷系统消耗值等于热负荷系统的实际目标值指令。
2.如权利要求1所述的提升新能源发电消纳能力的工业热负荷控制系统，其特征是，数据的预处理为数据的品质判断，滤除无效数据：从数据范围和变化速率两方面进行判断，无效数据指数据小于0或超出105％P0，或者采集的数据一秒钟内变化大小超过20％P0，其中P0为新能源发电额定容量负荷。
3.如权利要求1所述的提升新能源发电消纳能力的工业热负荷控制系统，其特征是，所述工业热负荷动态修正指令生成模块F(x)的函数关系表如下：
某区域电网内新能源发电额定容量负荷为P0，某工业热负荷额定消耗Q0，设该工业热负荷系统最大动态修正指令为10％Q0。
4.提升新能源发电消纳能力的工业热负荷控制方法，其特征是，包括以下步骤：
采集区域电网内新能源发电实时负荷并进行数据的预处理；
根据区域电网内的新能源发电实时负荷值，利用修正函数生成工业热负荷系统的修正指令；
当投入开关投入时，提升新能源消纳能力辅助功能投入，根据工业热负荷系统设定值与工业热负荷系统的修正指令，二者相加求和，生成工业热负荷系统的实际目标值指令；
根据工业热负荷系统需求，设置工业热负荷系统实际目标值指令的上下限值；
根据工业热负荷系统的实际目标值指令和热负荷消耗值，进行系统动态调节，输出控制指令至热负荷调整装置，调整系统的热负荷消耗，使热负荷系统消耗值等于热负荷系统的实际目标值指令。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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