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一种电供暖的区域规划方法

阅读:636发布:2020-05-13

专利汇可以提供一种电供暖的区域规划方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 风 电供暖的区域规划方法,所述方法包括:S1、根据所获取的风功率预测曲线和风电实际出 力 曲线计算供暖期内所述待规划区域的弃风电量:S2、判断所述弃风电量是否大于设定的 阈值 ,是,则认为在该区域可以实施风电清洁供暖,进行下一步,否则放弃;S3、根据所述弃风电量计算所述带规划区域中可供暖区域的面积;S4、根据所述可供暖区域的面积计算所需要的储热装置的容量;S5、根据所述供弃风电量和储热装置的容量,在可供暖区域内设计风电清洁供暖。本发明的方法根据规划区域的实际风资源数据、风电出力数据、热负荷需求数据评价该区域施行风电清洁供暖方案所具有的可行性,并定量计算可供暖面积以及所需要配置的储热装置的容量大小。,下面是一种电供暖的区域规划方法专利的具体信息内容。

1.一种电供暖的区域规划方法,其特征在于,所述方法包括:
S1、获取待规划区域的一个供暖期内的风功率预测曲线和风电实际出曲线,根据所获取的风功率预测曲线和风电实际出力曲线计算供暖期内所述待规划区域的弃风电量:
S2、判断所述弃风电量是否大于设定的阈值,是,则认为在该区域可以实施风电清洁供暖,进行下一步,否则放弃;
S3、根据所述弃风电量计算所述带规划区域中可供暖区域的面积;
S4、根据所述可供暖区域的面积计算所需要的储热装置的容量;
S5、根据所述供弃风电量和储热装置的容量,在可供暖区域内设计风电清洁供暖。
2.根据权利要求1所述的风电供暖的区域规划方法,其特征在于,根据所获取的风功率预测曲线 和风电实际出力曲线PW(t)计算供暖期内所述待规划区域的弃风电量的过程为:
在t时段内,所述待规划区域的弃风功率 的计算公式为:
一年内所述待规划区域的弃风电量 为:
其中,所述t=1,2,…,N,N为风功率预测曲线和风电实际出力曲线的采样点数。
3.根据权利要求1所述的风电供暖的区域规划方法,其特征在于,所述步骤S3具体包括:
根据所述待规划区域的单位面积供暖热负荷指标q和供暖期天数M,计算所述待规划区域的单位面积供暖期能耗:
E=24·q·M·10-3;
根据所述待规划区域的单位面积供暖期能耗计算所述可供暖区 域的面积:

4.根据权利要求1所述的风电供暖的区域规划方法,其特征在于,所述步骤S4具体包括:
获取所述可供暖区域的日风电出力曲线 和供暖负荷曲线 并进行标幺化处理;
计算标幺化处理后的日风电出力曲线和供暖负荷曲线的相关系数,并根据所述相关系数计算延时相关系数;
根据所述延时相关系数计算所述可供暖区域所需要的储热装置的容量。
5.根据权利要求4所述的风电供暖的区域规划方法,其特征在于,所述标幺化处理后的日风电出力曲线为:
所述标幺化处理后的供暖负荷曲线为:

6.根据权利要求5所述的风电供暖的区域规划方法,其特征在于,所述相关系数的计算公式为:
根据所述相关系数的计算公式计算所述延时相关系数的公式为:
其中, 为标幺化日风电出力曲线的平均
值, 为标幺化供暖负荷曲线的平均值,tdelay表示热负荷延时时间。
7.根据权利要求4所述的风电供暖的区域规划方法,其特征在于,根据所述延时相关系数计算所述可供暖区域所需要的储热装置的容量的具体过程包括:
计算当所述延时相关系数取得最大值时的热负荷延时时间
根据所述当所述延时相关系数取得最大值时的延时相关系数计算需要的储热装置的容量为

说明书全文

一种电供暖的区域规划方法

技术领域

[0001] 本发明涉及新能源与节能技术领域,尤其涉及一种风电供暖的区域规划方法。

背景技术

[0002] 近年来,我国的风电产业发展迅速,风电机组的装机容量已位居世界前列。但是随着风电产业的快速发展我国的部分风资源富集区域也面临着弃风问题,风电消纳陷入困境。根据国家能源局统计数据显示,2013年全国的风电弃风电量达到了162亿千瓦时。尤其是在我国“三北区域”(东北、华北、西北),冬季供暖期由于热电联产机组受以热定电运行模式的约束,夜间时段具有较高的强迫出极大降低了系统调节能力,为保证系统安全稳定运行,造成了大量弃风。不仅浪费了大量的清洁能源,也大量消耗化石能源并排放污染物。采用风电供暖,可以减少弃风并实现节能减排,效益巨大,目前发展迅速。但是,如果风电清洁供暖使用的不是弃风电量,从能源利用的度考虑出发则不经济,但是风电出力具有间歇性和不稳定性,和稳定的供暖需求之间不匹配,因此只是用风电供暖也很难达到供暖的要求。

发明内容

[0003] 本发明提供一种风电供暖的区域规划方法,根据待规划区域的实际风资源数据、风电出力数据、热负荷需求数据评价该区域施行风电供暖的可行性,并定量计算可供暖面积以及所需要配置的储热装置的容量大小,从而可以实现使用风电进行供暖。
[0004] 根据上述目的,本发明提供了一种风电供暖的区域规划方法,其特征在于,所述方法包括:
[0005] S1、获取待规划区域的一个供暖期内的风功率预测曲线和风电实际出力曲线,根据所获取的风功率预测曲线和风电实际出力曲线计算供暖期内所述待规划区域的弃风电量:
[0006] S2、判断所述弃风电量是否大于设定的阈值,是,则认为在该区域可以实施风电清洁供暖,进行下一步,否则放弃;
[0007] S3、根据所述弃风电量计算所述带规划区域中可供暖区域的面积;
[0008] S4、根据所述可供暖区域的面积计算所需要的储热装置的容量;
[0009] S5、根据所述供弃风电量和储热装置的容量,在可供暖区域内设计风电清洁供暖。
[0010] 其中,根据所获取的风功率预测曲线 和风电实际出力曲线PW(t)计算供暖期内所述待规划区域的弃风电量的过程为:
[0011] 在t时段内,所述待规划区域的弃风功率 的计算 公式为:
[0012] 一年内所述待规划区域的弃风电量 为:
[0013]
[0014] 其中,所述t=1,2,…,N,N为风功率预测曲线和风电实际出力曲线的采样点数。
[0015] 其中,所述步骤S3具体包括:
[0016] 根据所述待规划区域的单位面积供暖热负荷指标q和供暖期天数M,计算所述待规划区域的单位面积供暖期能耗:E=24·q·M·10-3;
[0017] 根据所述待规划区域的单位面积供暖期能耗计算所述可供暖区域的面积:
[0018]
[0019] 其中,所述步骤S4具体包括:
[0020] 获取所述可供暖区域的日风电出力曲线 和供暖负荷曲线 并进行标幺化处理;
[0021] 计算标幺化处理后的日风电出力曲线和供暖负荷曲线的相关系数,并根据所述相关系数计算延时相关系数;
[0022] 根据所述延时相关系数计算所述可供暖区域所需要的储热装置的容量。
[0023] 其中,所述标幺化处理后的日风电力曲线为:
[0024]
[0025] 所述标幺化处理后的供暖负荷曲线为:
[0026]
[0027] 其中,所述相关系数的计算公式为:
[0028]
[0029] 根据所述相关系数的计算公式计算所述延时相关系数的公式为:
[0030]
[0031] 其中, 为标幺化日风电出力曲线的平均值, 为标幺化供暖负荷曲线的平均值,tdelay表示热负荷延时时间。
[0032] 其中,根据所述延时相关系数计算所述可供暖区域所需要的储热装置的容量的具体过程包括:
[0033] 计算当所述延时相关系数取得最大值时的热负荷延时时间
[0034] 根据所述当所述延时相关系数取得最大值时的延时相关系数计算需要的储热装置的容量为
[0035] 本发明所述的风电供暖的区域规划方法,根据年时间尺度的风资源特性曲线和年尺度的风电实际出力曲线计算待规划区域限电弃风总量以对实施风电供暖的可行性进行评估,并计算风电供暖的面积,根据风电出力典型日特性和热负荷典型日特性之间的延时相关系数计算,确定所配置的储热装置容量的大小,从而可以实现在一定的区域内进行风电供暖。另外,本方法在不同的时间尺度下综合考虑了风电出力、风资源特性以及热负荷需求的具体影响,从而可以合理地利使用弃风电量进行供暖,实现了资源的充分利用。附图说明
[0036] 通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点,附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制,在附图中:
[0037] 图1示出了本发明的风电供暖的区域规划方法的流程图

具体实施方式

[0038] 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、完整地描述,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做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。
[0039] 本发明所述的风电供暖的区域规划方法的原理为:根据年时间尺度的风资源特性曲线和年尺度的风电实际出力曲线计算待规划区域的弃风电量以对实施风电供暖的可行性进行评估,然后计算风电供暖的面积,同时,由于风电出力具有间歇性和不稳定性,和稳定的供暖需求之间不匹配,因此需要加入储热装置,在风电出力大的时段将多余的能量存储起来,在风电出力小的时段释放能量保证供暖需求,因此根据风电出力典型日特性和热负荷典型日特性之间的延时相关系数计算,确定所配置的储热装置容量的大小。
[0040] 图1示出了本发明的风电供暖的区域规划方法的流程图。
[0041] 参照图1,本发明的实施例的风电供暖的区域规划方法具体包括:
[0042] S1、获取待规划区域的一个供暖期内的风功率预测曲线 (即风电出力极限曲线)和风电实际出力曲线PW(t),根据所获取的风功率预测曲线和风电实际出力曲线计算供暖期内所述待规划区域的弃风电量:
[0043] 在t时段内,所述待规划区域的弃风功率 的计算公式为:
[0044]
[0045] 一年内所述待规划区域的弃风电量 为:
[0046]
[0047] 其中,所述t=1,2,…,N,N为风功率预测曲线和风电实际出力曲线的采样点数,在计算中,两条曲线的采样步长相同,因此在同一时间尺度下的采样点数相等,均为N。
[0048] 上述步骤中,年时间尺度的风功率预测曲线指的是该区域内一年内总的风电预测出力,也就是该区域内所有风场出力极限的总和,而风电实际出力曲线指的是同一区域、同一时段内所有风场的实际出力总和。
[0049] S2、根据得到的供暖期内该区域的弃风电量,对风电清洁供暖在该区域实施的可行性进行评估,判断弃风电量是否大于设定的阈值,是,则认为在该区域可以实施风电清洁供暖,进行下一步,否则放弃风电供暖的规划;
[0050] 上述步骤中,弃风电量的阈值根据待规划区域的实际情况,综合考虑实施的经济性、电网运行安全性等因素后给出。
[0051] S3、根据所述弃风电量计算所述带规划区域中可供暖区域的面积。
[0052] 根据该带规划区域单位面积供暖热负荷指标q(单位:W/m2)和供暖期天数M,计算-3所述待规划区域的单位面积供暖期能耗:E=24·q·M·10 ;
[0053] 然后根据待规划区域的单位面积供暖期能耗计算可供暖区域的面积:
[0054]
[0055] 上述步骤中,供暖热负荷指标和供暖期天数由该区域供暖设计标准确定。
[0056] S4、根据所述可供暖区域的面积计算所需要的储热装置的容量;具体包括:
[0057] 获取可供暖区域的日风电出力曲线 和供暖负荷曲线 并进行标幺化处理;
[0058] 标幺化处理后的日风电力曲线为:
[0059]
[0060] 标幺化处理后的供暖负荷曲线为:
[0061]
[0062] 计算标幺化处理后的日风电出力曲线和供暖负荷曲线的相关系数,并根据所述相关系数计算延时相关系数;
[0063] 其中,所述相关系数的计算公式为:
[0064]
[0065] 根据所述相关系数的计算公式计算所述延时相关系数的公式为:
[0066]
[0067] 其中, 为标幺化日风电出力曲线的平均值, 为标幺化供暖负荷曲线的平均值,tdelay表示热负荷延时时间。
[0068] 上述步骤中,相关系数是用以反映变量之间相关关系密切程度的统计指标,延时相关系数则反映的是在加入了一定的延时之后,两个变量的关系密切程度。
[0069] 然后根据所述延时相关系数计算所述可供暖区域所需要的储热装置的容量,具体为:
[0070] 计算当所述延时相关系数取得最大值 时的热负荷延时时间 即
[0071] 根据 计算需要的储热装置的容量:
[0072] S5、根据所述供弃风电量和储热装置的容量,在可供暖区域内设计风电清洁供暖。
[0073] 本发明所述的风电供暖的区域规划方法,根据年时间尺度的风资源特性曲线和年尺度的风电实际出力曲线计算待规划区域限电弃风总量以对实施风电供暖的可行性进行评估,并计算风电供暖的面积,根据风电出力典型日特性和热负荷典型日特性之间的延时相关系数计算,确定所配置的储热装置容量的大小,从而可以实现在一定的区域内进行风电供暖。另外,本方法在不同的时间尺度下综合考虑了风电出力、风资源特性以及热负荷需求的具体影响,从而可以合理地利使用弃风电量进行供暖,实现了资源的充分利用。
[0074] 虽然结合附图描述了本发明的实施方式,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
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