一种电热锅炉及蓄热装置的控制系统
技术领域
本发明涉及电热锅炉及蓄热技术领域,具体涉及一种电热锅炉及蓄热装置的控制系统。
背景技术
在区域性耗电耗热企业中,如大型油田、石化、冶金等生产企业,为了企业节能减排的需要及响应国家政策的要求,部分企业正大规模建设风力发电、光伏发电等新能源发电项目。
由于新能源存在不稳定性、间歇性的特点,大量新能源发电并入现有能源供应网络时,会对其造成较大的干扰和不良影响。如大量新能源发电接入电网时,可能会影响电力系统的潮流,或者对原电力系统的继电保护造成影响。
为了避免新能源发电量对电力系统的影响,已有技术之一,是建设电热锅炉及蓄热系统,以吸收新能源发电。同时,也有技术提出利用电热锅炉的低谷电价制热蓄热,在高电价放热的技术方法。但是,两种控制系统和方法目前是分离的,或者完全吸收新能源发电量而不考虑利用峰谷电价的经济性,或者完全考虑峰谷电价的经济性而不考虑对新能源发电量的平衡作用。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供一种电热锅炉及蓄热装置的控制系统,本发明综合适量吸收新能源发电量和考虑峰谷电价经济性,将新能源发电的电能转化为热能,既降低新能源发电对电力系统潮流的影响,又充分利用峰谷电价提高经济性。
为实现上述目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种基于电热锅炉及蓄热装置的控制系统,所述控制系统用于综合采用新能源发电量跟随控制模式和峰谷电价控制模式对所述电热锅炉及蓄热装置的加热及蓄热过程进行控制;其中,所述控制系统按照预设比例调节所述峰谷电价控制模式与所述新能源发电量跟随控制模式的运行时间比例;所述预设比例为预先设定的电热锅炉从电网吸收的电能与从新能源发电量吸收的电能之间的比例;
其中,电热锅炉和蓄热装置之间设置有第一管道,所述第一管道内设置有第一热媒,所述第一管道上设置有第一控制泵,所述第一控制泵用于控制所述第一热媒在所述第一管道内的流速;
所述蓄热装置和受热流体之间设置有第二管道,所述第二管道内设置有第二热媒,所述第二管道上设置有第二控制泵,所述第二控制泵用于控制所述第二热媒在所述第二管道内的流速;
所述电热锅炉,用于采用加热电阻对所述第一热媒进行加热;
所述蓄热装置,用于通过所述第一热媒获取热量并进行热量储存;
所述受热流体,用于通过所述第二热媒获取热量;
当控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在所述新能源发电量跟随控制模式时,实时测量新能源发电功率;当检测到新能源发电功率大于第一功率设定值时,启动所述加热电阻和第一控制泵;通过控制第一控制泵,实现蓄热;当所述蓄热装置的蓄热温度超过第一温度设定值时,启动第二控制泵,执行蓄热装置的放热;
当控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在所述峰谷电价控制模式时,实时跟踪对时装置的时间,并根据预先设定的电价在每天24小时的变化策略,分别控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在谷电价制热和蓄热、平电价制热和不蓄热、高电价和尖峰电价不制热和蓄热装置放热三种工作模式。
进一步地,当控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在所述峰谷电价控制模式时,通过投入加热电阻实现制热,通过投入第一控制泵、关闭第二控制泵实现蓄热。
进一步地,当控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在所述峰谷电价控制模式时,通过投入加热电阻实现制热,通过投入第一控制泵、投入第二控制泵实现不蓄热。
进一步地,当控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在所述峰谷电价控制模式时,通过退出加热电阻实现不制热,通过关闭第一控制泵、投入第二控制泵实现不蓄热和蓄热装置放热。
进一步地,所述加热电阻为无级调节或有级调节。
由上述技术方案可知,本发明提供的基于电热锅炉及蓄热装置的控制系统,综合采用新能源发电量跟随控制模式和峰谷电价控制模式对所述电热锅炉及蓄热装置的加热及蓄热过程进行控制;当控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在所述新能源发电量跟随控制模式时,实时测量新能源发电功率;当检测到新能源发电功率大于第一功率设定值时,启动所述加热电阻和第一控制泵;通过控制第一控制泵,实现蓄热;当所述蓄热装置的蓄热温度超过第一温度设定值时,启动第二控制泵,执行蓄热装置的放热;当控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在所述峰谷电价控制模式时,实时跟踪对时装置的时间,并根据预先设定的电价在每天24小时的变化策略,分别控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在谷电价制热和蓄热、平电价制热和不蓄热、高电价和尖峰电价不制热和蓄热装置放热三种工作模式。可见,本发明综合适量吸收新能源发电量和考虑峰谷电价经济性,将新能源发电的电能转化为热能,既降低新能源发电对电力系统潮流的影响,又充分利用峰谷电价提高经济性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了电网与热力网通过电热锅炉及蓄热装置互联示意图;
图2示出了根据本发明实施例提供的电热锅炉及蓄热装置实施例的结构框图;
图3示出了利用本发明提供的控制系统的控制逻辑图;
图4示出了某区域企业利用本发明提供的控制系统及方法,不进行新能源发电量跟随控制,纯峰谷电价调控下的并网功率变化图;
图5示出了某区域企业利用本发明提供的控制系统及方法,进行新能源发电量80%、90%跟随控制调控下的并网功率变化图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在如图1所示的区域性耗电耗热企业中,通过本实施例提供的电热锅炉及蓄热装置的控制系统,实现电力网、热力网的平衡控制,既实现了新能源发电量的消纳控制,又利用峰谷电价提高了经济性。
图2示出了根据本发明电热锅炉及蓄热装置实施例的结构框图;图3示出了利用本发明提供的控制方法的逻辑图。
参见图2和图3,本发明一实施例提供了一种基于电热锅炉及蓄热装置的控制系统,所述控制系统用于综合采用新能源发电量跟随控制模式和峰谷电价控制模式对所述电热锅炉及蓄热装置的加热及蓄热过程进行控制;其中,所述控制系统按照预设比例调节所述峰谷电价控制模式与所述新能源发电量跟随控制模式的运行时间比例;所述预设比例为预先设定的电热锅炉从电网吸收的电能与从新能源发电量吸收的电能之间的比例;所述预设比例可以从0~100%进行设置,通过设置预设比例,可以调节新能源发电量跟随控制模式与峰谷电价控制模式的比例;
其中,电热锅炉和蓄热装置之间设置有第一管道,所述第一管道内设置有第一热媒,所述第一管道上设置有第一控制泵,所述第一控制泵用于控制所述第一热媒在所述第一管道内的流速,进而调节电热锅炉与蓄热装置之间的热交换功率;
所述蓄热装置和受热流体之间设置有第二管道,所述第二管道内设置有第二热媒,所述第二管道上设置有第二控制泵,所述第二控制泵用于控制所述第二热媒在所述第二管道内的流速,进而调节蓄热装置与受热流体之间的热交换功率;
所述电热锅炉,用于采用加热电阻对所述第一热媒进行加热;
所述蓄热装置,用于通过所述第一热媒获取热量并进行热量储存;
所述受热流体,用于通过所述第二热媒获取热量;
当控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在所述新能源发电量跟随控制模式时,实时测量新能源发电功率;当检测到新能源发电功率大于第一功率设定值时,启动所述加热电阻和第一控制泵;通过控制第一控制泵,实现蓄热;当所述蓄热装置的蓄热温度超过第一温度设定值时,启动第二控制泵,执行蓄热装置的放热;
当控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在所述峰谷电价控制模式时,实时跟踪对时装置的时间,并根据预先设定的电价在每天24小时的变化策略,分别控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在谷电价制热和蓄热、平电价制热和不蓄热、高电价和尖峰电价不制热和蓄热装置放热三种工作模式。
可以理解的是,当控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在所述峰谷电价控制模式时,通过投入加热电阻实现制热,通过投入第一控制泵、关闭第二控制泵实现蓄热。
可以理解的是,当控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在所述峰谷电价控制模式时,通过投入加热电阻实现制热,通过投入第一控制泵、投入第二控制泵实现不蓄热。
可以理解的是,当控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在所述峰谷电价控制模式时,通过退出加热电阻实现不制热,通过关闭第一控制泵、投入第二控制泵实现不蓄热和蓄热装置放热。
可以理解的是,所述加热电阻为无级调节或有级调节。
在本实施例提供的控制系统中,当所述预设比例为0时,为峰谷电价控制模式,经济性好;预设比例越大,新能源发电量跟随控制模式的比例越大,对新能源发电量的平衡作用越明显。所述预设比例的取值范围为0~100,企业可以根据需要,对所述预设比例进行调整,既限制新能源发电量对电力系统的影响,又充分考虑经济性。可见,本实施例提出的电热锅炉及蓄热装置的控制系统,实现了将新能源发电的电能转化为热能,能够降低新能源发电对电力系统潮流的影响,充分利用峰谷电价,经济性好。
由上面描述可知,本实施例提供的基于电热锅炉及蓄热装置的控制系统,综合采用新能源发电量跟随控制模式和峰谷电价控制模式对所述电热锅炉及蓄热装置的加热及蓄热过程进行控制;当控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在所述新能源发电量跟随控制模式时,实时测量新能源发电功率;当检测到新能源发电功率大于第一功率设定值时,启动所述加热电阻和第一控制泵;通过控制第一控制泵,实现蓄热;当所述蓄热装置的蓄热温度超过第一温度设定值时,启动第二控制泵,执行蓄热装置的放热;当控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在所述峰谷电价控制模式时,实时跟踪对时装置的时间,并根据预先设定的电价在每天24小时的变化策略,分别控制所述电热锅炉及蓄热装置工作在谷电价制热和蓄热、平电价制热和不蓄热、高电价和尖峰电价不制热和蓄热装置放热三种工作模式。可见,本实施例综合适量吸收新能源发电量和考虑峰谷电价经济性,将新能源发电的电能转化为热能,既降低新能源发电对电力系统潮流的影响,又充分利用峰谷电价提高经济性。
下面通过仿真软件搭建某区域性耗电耗热企业的电力网、热力网及本发明的控制系统及方法的仿真模型,对电热锅炉及蓄热装置的功能进行验证:
图4示出了不进行新能源发电量跟随控制,纯峰谷电价调控下的并网功率变化图;图5示出了进行新能源发电量80%、90%跟随控制调控下的并网功率变化图。由此可见,本实施例提供的控制系统,需要企业根据自身需求,对预设比例进行设置和调整,既限制新能源发电量对电力系统的影响,又充分考虑经济性。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。