CN113531512B - 一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统，该调频系统的电蓄热锅炉分别与电蓄热采集单元、调频单元连接，调频单元分别与电蓄热采集单元、电网调峰计算单元连接；电蓄热采集单元根据供热信息、供热参数以及蓄热参数确定电蓄热锅炉未来预设时间段的可调功率曲线；电网调峰计算单元根据电网未来预设时间段的供电曲线和电力负荷曲线获取调峰曲线；调频单元根据可调功率曲线、供热信息、调峰曲线确定电蓄热锅炉未来预设时间段的运行曲线。本发明有效解决现有技术中由于未与电网负荷侧建立联系，无法有效调节蓄热设备的运行情况的问题。

Description

一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统

技术领域

本发明涉及调频技术领域，尤其涉及一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统。

背景技术

近年来随着中国国民经济的飞速发展，人们对电力的需求也急剧增加，峰谷差日益增大。合理规范并监测锅炉调频参数和性能，保障锅炉良好的调频能力，对电网的安全稳定运行和未来智能电网环境下的优化调度具有重要的意义。电蓄热锅炉技术是20世纪初发展起来的一项技术，通过采用热水作为储能介质，使电蓄热锅炉在用电低谷期储存能量，并在电网的供电高峰期供应热负荷，从而降低商业楼宇、酒店或居民住宅生活热水或供热时段在用电高峰时的负荷峰值，使电网移峰运行，从而降低电网负荷。

然而，现有的电蓄热设备仅能通过人为的控制方式根据供热需求和用电时间调节蓄热设备的启停，但是这种方式没有与电网负荷侧建立联系，无法实现实时辅助电网负荷侧进行调频的作用。

发明内容

本方案提供一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统，能有效解决现有技术中由于未与电网负荷侧建立联系，无法有效调节蓄热设备的运行情况的问题。

本方案一方面提供一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统，包括：分布式的电蓄热锅炉、电蓄热采集单元、电网调峰计算单元以及调频单元；

所述电蓄热采集单元，其输入端与所述电蓄热锅炉的输出端连接，其输出端与所述调频单元的第一输入端连接，并用于获取所述电蓄热锅炉的供热参数、蓄热参数以及未来预设时间段的供热信息，根据所述供热信息、供热参数以及蓄热参数确定所述电蓄热锅炉所述未来预设时间段的可调功率曲线；

所述电网调峰计算单元，其输出端与所述调频单元的第二输入端连接，并用于获取电网未来预设时间段的供电曲线和电力负荷曲线，根据所述供电曲线和所述电力负荷曲线获得调峰曲线；

所述调频单元，其第三输入端与所述电蓄热锅炉的输出端连接，并用于根据所述可调功率曲线、所述供热信息和所述调峰曲线确定所述电蓄热锅炉在未来预设时间段的运行曲线。

作为上述方案的改进，所述供热参数包括所述电蓄热锅炉的负荷总数、所述电蓄热锅炉的额定运行功率和所述电蓄热锅炉的电能转换系数；

所述蓄热参数包括所述电蓄热锅炉的蓄热容量和所述电蓄热锅炉的蓄热损耗系数。

作为上述方案的改进，所述根据所述供热信息、供热参数以及蓄热参数确定所述电蓄热锅炉所述未来预设时间段的可调功率曲线，具体包括：

获取电网的峰电时间段和谷电时间段；

根据所述供热参数、蓄热参数、谷电时间段的供热信息确定所述电蓄热锅炉在谷电时间段的可上调功率曲线；

根据所述供热参数、所述蓄热参数、峰电时间段的供热信息确定所述电蓄热锅炉在峰电时间段的可下调功率曲线；

根据所述可上调功率曲线和所述可下调功率曲线确定可调功率曲线。

作为上述方案的改进，所述电蓄热采集单元通过如下步骤获取未来预设时间段的供热信息，包括：

根据所述电蓄热锅炉的历史供热信息确定所述电蓄热锅炉未来预设时间段的供热信息。

作为上述方案的改进，所述电网调峰计算单元通过如下步骤获取未来预设时间段的供电曲线，包括：

根据供电方的供电计划预测未来预设时间段的供电曲线。

作为上述方案的改进，所述电网调峰计算单元通过如下步骤获取未来预设时间段的供电曲线，包括：

根据历史供电信息预测未来预设时间段的供电曲线。

作为上述方案的改进，所述电网调峰计算单元通过如下步骤获取未来预设时间段的供电曲线，包括：

根据历史供电信息确定供电不稳定的供电方的历史供电信息；

根据所述供电不稳定的供电方的历史供电信息预测未来预设时间段的供电曲线。

作为上述方案的改进，所述电网调峰计算单元通过如下步骤获取电力负荷曲线，包括：

根据历史负荷数据确定所述电力负荷曲线。

作为上述方案的改进，所述根据所述供电曲线和所述电力负荷曲线获得调峰曲线，具体包括：

根据所述电力负荷曲线以及常规电源调峰容量进行计算，得到计算后的电力负荷曲线；

根据所述供电曲线及计算后的电力负荷曲线确定所述调峰曲线。

作为上述方案的改进，所述根据所述可调功率曲线、所述供热信息和所述调峰曲线确定所述电蓄热锅炉在未来预设时间段的运行曲线，具体包括：

根据所述可调功率曲线、所述供热信息和所述调峰曲线确定每台电蓄热锅炉未来预设时间段的调节功率；

根据所述调节功率和所述供热信息确定对应的电蓄热锅炉未来预设时间段的运行曲线。

与现有技术相比，本方案例公开的负荷侧电蓄热锅炉调频系统，根据电网在未来预设时间段内的调峰曲线(即调峰需求)和电蓄热锅炉在未来预设时间段内的可调功率曲线(即供热需求)预测电蓄热锅炉未来预设时间段的运行曲线，这样，既满足了用户的供热需求，而且能够与电网负荷侧建立联系，根据电网负荷曲线的变化对蓄热设备的运行情况进行调节，实现了辅助电网负荷侧调频的作用，使得用电成本的最优化，从而改善了供电环境。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统的示意图。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

参见图1，是本发明一实施例提供的一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统的示意图。

本发明一实施例提供一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统，包括：分布式的电蓄热锅炉4、电蓄热采集单元1、电网调峰计算单元3以及调频单元2；

所述电蓄热采集单元1，其输入端与所述电蓄热锅炉4的输出端连接，其输出端与所述调频单元2的第一输入端连接，并用于获取所述电蓄热锅炉4的供热参数、蓄热参数以及未来预设时间段的供热信息，根据所述供热信息、供热参数以及蓄热参数确定所述电蓄热锅炉4所述未来预设时间段的可调功率曲线；

所述电网调峰计算单元3，其输出端与所述调频单元2的第二输入端连接，并用于获取电网未来预设时间段的供电曲线和电力负荷曲线，根据所述供电曲线和所述电力负荷曲线获得调峰曲线；

所述调频单元2，其第三输入端与所述电蓄热锅炉4的输出端连接，并用于根据所述可调功率曲线、所述供热信息和所述调峰曲线确定所述电蓄热锅炉4在未来预设时间段的运行曲线。

需要说明的是，所述供热参数包括所述电蓄热锅炉4的负荷总数、所述电蓄热锅炉4的额定运行功率和所述电蓄热锅炉4的电能转换系数；

所述蓄热参数包括所述电蓄热锅炉4的蓄热容量和所述电蓄热锅炉4的蓄热损耗系数。

例如，电蓄热采集单元1可以获取电蓄热锅炉4的编号，通过该编号获取其供热参数、蓄热参数，也可以在与电蓄热锅炉4连接时获取电蓄热锅炉4传输的供热参数和蓄热参数。又例如供热信息可以为根据电蓄热锅炉4的工作计划获取的电蓄热锅炉4未来预设时间段的供热曲线，也可以为电蓄热锅炉4的历史供热曲线。

综上所述，根据电网在未来预设时间段内的调峰曲线(即调峰需求)和电蓄热锅炉4在未来预设时间段内的可调功率曲线(即供热需求)预测电蓄热锅炉4未来预设时间段的运行曲线，这样，既满足了用户的供热需求，而且能够与电网负荷侧建立联系，根据电网负荷曲线的变化对蓄热设备的运行情况进行调节，实现了辅助电网负荷侧调频的作用，使得用电成本的最优化，从而改善了供电环境。

作为上述方案的改进，所述根据所述供热信息、供热参数以及蓄热参数确定所述电蓄热锅炉4所述未来预设时间段的可调功率曲线，具体包括：

获取电网的峰电时间段和谷电时间段；

根据所述供热参数、蓄热参数、谷电时间段的供热信息确定所述电蓄热锅炉4在谷电时间段的可上调功率曲线；

根据所述供热参数、所述蓄热参数、峰电时间段的供热信息确定所述电蓄热锅炉4在峰电时间段的可下调功率曲线；

根据所述可上调功率曲线和所述可下调功率曲线确定可调功率曲线。

具体地，上调功率曲线为谷电时间段电蓄热锅炉4不采用蓄热进行供热，直接将电能转换为热能进行供热和蓄热时消耗的功率对应的功率变化曲线，下调功率曲线为峰电时间段，电蓄热锅炉4最大限度采用蓄热进行供热，部分使用电能进行供热，甚至不使用电能供热时消耗的功率对应的功率变化曲线。

作为上述方案的改进，所述电蓄热采集单元1通过如下步骤获取未来预设时间段的供热信息，包括：

根据所述电蓄热锅炉4的历史供热信息确定所述电蓄热锅炉4未来预设时间段的供热信息。

在本实施例中，供热信息可以为根据电蓄热锅炉4的工作计划获取的电蓄热锅炉4未来预设时间段的供热曲线，也可以为电蓄热锅炉4的历史供热曲线，通过该电蓄热锅炉4的历史供热曲线预测未来预设时间段的供热信息，其中，可通过神经网络算法建立电蓄热锅炉4的供热模型，并通过供热模型对历史供热曲线包含的供热量、供热变化趋势等信息进行处理以预测电蓄热锅炉4未来预设时间段的供热曲线。

作为上述方案的改进，所述电网调峰计算单元3通过如下步骤获取未来预设时间段的供电曲线，包括：

根据供电方的供电计划预测未来预设时间段的供电曲线。

进一步地，所述电网调峰计算单元3通过如下步骤获取未来预设时间段的供电曲线，包括：

根据历史供电信息预测未来预设时间段的供电曲线。

进一步地，所述电网调峰计算单元3通过如下步骤获取未来预设时间段的供电曲线，包括：

根据历史供电信息确定供电不稳定的供电方的历史供电信息；

根据所述供电不稳定的供电方的历史供电信息预测未来预设时间段的供电曲线。

在本实施例中，电网可根据供电方的供电计划获取未来预设时间段的供电曲线，也可以根据供电方法的历史供电信息获取未来预设时间段的供电曲线，还可以获取火电厂、核电厂这类供电稳定的供电方的供电计划以及水电厂、风电厂这些供电不稳定的供电方的历史供电信息以及影响供电的相关因素的历史信息如天气、温度、风力等历史信息，根据历史供电信息和相关因素的历史信息预测供电不稳定的供电方的历史供电信息预测未来预设时间段的供电曲线，结合该供电曲线和供电计划得到供电方未来预设时间段的供电曲线。

作为上述方案的改进，所述电网调峰计算单元3通过如下步骤获取电力负荷曲线，包括：

根据历史负荷数据确定所述电力负荷曲线。

在本实施例中，一般预先存储有历史负荷数据，根据负荷数据绘制曲线，从而确定电力负荷曲线。

作为上述方案的改进，所述根据所述供电曲线和所述电力负荷曲线获得调峰曲线，具体包括：

根据所述电力负荷曲线以及常规电源调峰容量进行计算，得到计算后的电力负荷曲线；

根据所述供电曲线及计算后的电力负荷曲线确定所述调峰曲线。

其中，常规调峰容量为电网中预定的常规时段不参与供电仅用于调峰的容量，具体大小可根据实际情况进行设置，在此不作限定。

在本实施例中，该调峰曲线为电蓄热锅炉4不调节功率根据供热信息工作时的负荷曲线，调峰曲线中大于零的部分为多余容量，可分配给电蓄热锅炉4转换为热能，小于零的部分为容量缺口(即电力负荷曲线以及常规电源调峰容量之差)，需减少电蓄热锅炉4该时段的电能消耗。

作为上述方案的改进，所述根据所述可调功率曲线、所述供热信息和所述调峰曲线确定所述电蓄热锅炉4在未来预设时间段的运行曲线，具体包括：

根据所述可调功率曲线、所述供热信息和所述调峰曲线确定每台电蓄热锅炉4未来预设时间段的调节功率；

根据所述调节功率和所述供热信息确定对应的电蓄热锅炉4未来预设时间段的运行曲线。

在本实施例中，调频单元2根据供热信息、可调功率曲线获取电蓄热锅炉4每个时段可上调或下调的功率。调频单元2获取调峰曲线中容量大于零的时段，若该时段电蓄热锅炉4存在可上调的功率，则根据电蓄热锅炉4数量、该时段的容量确定电蓄热锅炉4上调的功率，并在电蓄热锅炉4无法消耗完该容量时分配给其他设备，若该时段电蓄热锅炉4不存在可上调的功率，则使电蓄热锅炉4通过可调功率曲线中的功率工作，将该容量分配给其他设备，调频单元2再次获取调峰曲线中容量小于零的时段，若该时段电蓄热锅炉4存在可下调的功率，则根据电蓄热锅炉4数量、该时段的容量缺口确定电蓄热锅炉4下调的功率，并在电蓄热锅炉4无法补足该容量缺口时，降低给其他设备的电能消耗，若该时段电蓄热锅炉4不存在可下调的功率，则使电蓄热锅炉4通过可调功率曲线中的功率工作，通过其他设备补足容量缺口。调频单元2在确定电蓄热锅炉4每个时段需上调或下调的功率的信息后，将该信息添加到电蓄热锅炉4未来预设时间段的供热信息中，进而获取电蓄热锅炉4未来预设时间段的运行曲线。

需要说明的是，调频单元2在进行调频时还可以获取电蓄热锅炉4的调频报价，根据调频报价的大小对电蓄热锅炉4排序，并优先调节调频报价低的电蓄热锅炉4的功率以分配容量或补足容量缺口，使得用电成本的最优化。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统，其特征在于，包括：分布式的电蓄热锅炉、电蓄热采集单元、电网调峰计算单元以及调频单元；

所述电蓄热采集单元，其输入端与所述电蓄热锅炉的输出端连接，其输出端与所述调频单元的第一输入端连接，并用于获取所述电蓄热锅炉的供热参数、蓄热参数以及未来预设时间段的供热信息，根据所述供热信息、供热参数以及蓄热参数确定所述电蓄热锅炉在所述未来预设时间段的可调功率曲线，其中，所述供热参数包括所述电蓄热锅炉的负荷总数、所述电蓄热锅炉的额定运行功率和所述电蓄热锅炉的电能转换系数，所述蓄热参数包括所述电蓄热锅炉的蓄热容量和所述电蓄热锅炉的蓄热损耗系数；

所述电网调峰计算单元，其输出端与所述调频单元的第二输入端连接，并用于获取电网未来预设时间段的供电曲线和电力负荷曲线，根据所述供电曲线和所述电力负荷曲线获得调峰曲线；

所述调频单元，其第三输入端与所述电蓄热锅炉的输出端连接，并用于根据所述可调功率曲线、所述供热信息和所述调峰曲线确定所述电蓄热锅炉在未来预设时间段的运行曲线。

2.根据权利要求1所述的一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统，其特征在于，所述根据所述供热信息、供热参数以及蓄热参数确定所述电蓄热锅炉所述未来预设时间段的可调功率曲线，具体包括：

获取电网的峰电时间段和谷电时间段；

根据所述供热参数、蓄热参数、谷电时间段的供热信息确定所述电蓄热锅炉在谷电时间段的可上调功率曲线；

根据所述供热参数、所述蓄热参数、峰电时间段的供热信息确定所述电蓄热锅炉在峰电时间段的可下调功率曲线；

根据所述可上调功率曲线和所述可下调功率曲线确定可调功率曲线。

3.根据权利要求1所述的一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统，其特征在于，所述电蓄热采集单元通过如下步骤获取未来预设时间段的供热信息，包括：

根据所述电蓄热锅炉的历史供热信息确定所述电蓄热锅炉未来预设时间段的供热信息。

4.如权利要求1所述的一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统，其特征在于，所述电网调峰计算单元通过如下步骤获取未来预设时间段的供电曲线，包括：

根据供电方的供电计划预测未来预设时间段的供电曲线。

5.如权利要求1所述的一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统，其特征在于，所述电网调峰计算单元通过如下步骤获取未来预设时间段的供电曲线，包括：

根据历史供电信息预测未来预设时间段的供电曲线。

6.如权利要求1所述的一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统，其特征在于，所述电网调峰计算单元通过如下步骤获取未来预设时间段的供电曲线，包括：

根据历史供电信息确定供电不稳定的供电方的历史供电信息；

根据所述供电不稳定的供电方的历史供电信息预测未来预设时间段的供电曲线。

7.如权利要求1所述的一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统，其特征在于，所述电网调峰计算单元通过如下步骤获取电力负荷曲线，包括：

根据历史负荷数据确定所述电力负荷曲线。

8.如权利要求1所述的一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统，其特征在于，所述根据所述供电曲线和所述电力负荷曲线获得调峰曲线，具体包括：

根据所述电力负荷曲线以及常规电源调峰容量进行计算，得到计算后的电力负荷曲线；

根据所述供电曲线及计算后的电力负荷曲线确定所述调峰曲线。

9.如权利要求1所述的一种负荷侧电蓄热锅炉调频系统，其特征在于，所述根据所述可调功率曲线、所述供热信息和所述调峰曲线确定所述电蓄热锅炉在未来预设时间段的运行曲线，具体包括：

根据所述可调功率曲线、所述供热信息和所述调峰曲线确定每台电蓄热锅炉未来预设时间段的调节功率；

根据所述调节功率和所述供热信息确定对应的电蓄热锅炉未来预设时间段的运行曲线。

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