基于機會約束的主動配電網熱泵日前調度模型及可解性轉換

栗子豪, 吳文傳, 朱 潔, 丁屹峰, 楊 爍, 張伯明

(1. 清華大學電機工程與應用電子技術系, 北京市 100084; 2. 電力系統及發電設備控制和仿真國家重點實驗室, 清華大學, 北京市 100084; 3. 國網北京市電力公司電力科學研究院, 北京市 100075)

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為了治理大氣污染,華北地區“煤改電”工程進展迅速,目前已覆蓋北京、天津、河北、山東、河南和山西6省共28個城市。2016年底,北京地區累計完成400個村共計58.25萬戶的“煤改電”改造工作,并將于2017年采暖季前完成522個村的“煤改電”改造[1]。空氣源熱泵的電熱轉換效率可達2.5以上,故其能源利用效率遠高于直接電熱方式。同時,熱風型低溫空氣源熱泵、多種除霜措施等已經可以保證空氣源熱泵在北方地區可靠穩定運行[2]。空氣源熱泵已成為“煤改電”供暖的主流方式[3]。

大面積采暖熱泵的接入,配電網需要進行擴容改造,而采暖負荷日峰谷差大,因此存在設備利用率低等問題。“煤改電”工程實施后京津冀區域農網負荷都有較大幅度的增長,峰谷差增大約14%，平均負荷率降低約10%[4]。這是因為以保證冬季采暖高用電峰安全為目的的保守電網改造方案增加了電網投資,降低了設備利用率。

通過負荷側參與主動配電網日前調度可以降低日負荷峰谷差,提高設備利用率從而延緩電網投資[5-6]。由于采暖季室內外溫差達20～30 ℃,而內外墻和儲熱裝置有較大的蓄熱潛力,因此采暖熱泵作為可調控移峰負荷具有天然優勢[3]。文獻[7]通過搭建包含光伏、熱泵、儲熱的建筑實驗平臺驗證了熱泵優良的負荷轉移特性,同時有助于提升本地可再生能源消納率。……