考虑建筑储热特性的多区域电热协调运行研究

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我国“三北”地区风能资源丰富,在国家的大力推进下,我国风电发展迅猛,风电新增装机容量和累计装机容量近年均位列全球第一。然而,受电网有限的调峰能力制约,“三北”地区长期以来都存在较为严重的弃风问题。从电热联合运行的角度看,若能充分挖掘并利用现有建筑的储热能力,开展多区域电热协调,即可为风电提供更多的上网空间,这对提升系统运行灵活性、促进风电消纳有着重要意义。本文即对考虑建筑储热特性的多区域电热协调运行开展研究。首先,对建筑这一具有良好储热能力、且无需额外投资的储热设备的热动态特性进行建模,并搭建仿真模型进行仿真分析,明确影响建筑室温变化的主要因素。然后,从热力系统就地平衡而电力系统具有广域协调性、区域间资源分布差异性、风电的时空相关性等特性出发,阐述了考虑建筑储热特性的多区域电热协调的基本思想;将建筑的热动态特性等热力运行约束,与联络线运行约束等电力运行约束一起列为约束条件,以电热联合系统的运行成本最小为目标,建立了考虑建筑储热特性的多区域电热协调运行模型。最后,通过算例分析验证所建立模型的有效性。算例结果表明,不同风电装机容量下区域参与多区域电热协调的能力有所不同,当某区域尚未完全利用自身建筑的储热能力便可消纳自身风电时,该区域具备参与多区域电热协调的能力;考虑到风电的时空相关性,在各区域风电量相对差值较大的情况下进行多区域电热协调,能够充分利用多区域建筑的能力,实现更多的风电消纳。以上工作可为利用建筑储热特性促进多区域电热系统协调运行以进一步消纳弃风提供参考。
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