基于熱網(wǎng)與建筑物儲熱解耦的調(diào)峰能力提升方案

李　平, 趙適宜, 金世軍, 唱友義, 王　漪, 李衛(wèi)東

(1. 大連理工大學電氣工程學院, 遼寧省大連市 116024; 2. 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司, 遼寧省沈陽市 110006)

0　引言

在規(guī)模化風電和高比例熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)并存的中國“三北”地區(qū),供熱期的熱電聯(lián)產(chǎn)機組運行在“以熱定電”模式,其熱出力受到系統(tǒng)熱負荷的制約而變化較小,其電出力又因機組受到熱出力的約束使得調(diào)節(jié)范圍較小而始終處于較高水平,形成電熱耦合運行約束,這將導致系統(tǒng)調(diào)峰能力不足。在風電高峰時段,雖然其他純凝火電等機組已經(jīng)運行在最小出力狀態(tài),但是風電并網(wǎng)空間仍然有限,造成嚴重棄風。

解耦熱電聯(lián)產(chǎn)機組電熱耦合運行約束,以拓展機組調(diào)峰區(qū)間,進而提升系統(tǒng)調(diào)峰能力是解決“三北”地區(qū)供熱期棄風問題的關鍵所在。目前已有方案主要是通過包含電、熱、冷、氫等能源的多能互補系統(tǒng)優(yōu)化運行實現(xiàn)多種能源的相互轉(zhuǎn)化和多種形式的能量存儲[1-5],其中又以熱電聯(lián)合系統(tǒng)中引入靈活性裝置(如蓄熱罐等人工儲熱裝置以及電鍋爐和電熱泵等電熱轉(zhuǎn)換裝置)最為典型,這些方案需要較大的額外投資和設備建設用地?？紤]到熱網(wǎng)蘊藏的熱水熱容量巨大以及建筑物圍護結(jié)構(gòu)的保溫效果顯著,熱網(wǎng)與建筑物可以被認為是一種天然儲熱裝置,并由于其擁有的巨大儲熱能力而備受關注[6-10]。受人工儲熱裝置啟發(fā),可以利用熱網(wǎng)與建筑物的儲熱能力解耦熱電聯(lián)產(chǎn)機組的電熱耦合運行約束以提升系統(tǒng)調(diào)峰能力進而提高系統(tǒng)風電消納水平,該方案的最顯著優(yōu)勢就是由于熱網(wǎng)與建筑物已經(jīng)存在于城鎮(zhèn)集中供熱基礎設施中而無需較大額外投資,因此具有巨大的應用潛力?！?br>