计及需求侧响应的区域“煤改电”工程发展模式研究
发布时间：2021-08-04 12:04
为解决冬季燃煤供暖引起的大气污染问题和日益严峻的能源危机,国家大力推行清洁供暖和电能替代政策,“煤改电”改造工程成为该政策的主要实施途径。“煤改电”工程在实施过程中涉及到了多个改造主体,为了在满足用户生活供暖需求的前提下保障各主体利益,有必要对区域最佳“煤改电”工程发展模式进行研究。因此,围绕热电厂侧和用户侧两类“煤改电”改造方式,结合区域特点,研究设备类型、设备容量和供暖方式等决策变量的优化方法十分关键。本文以北方地区规模化“煤改电”工程改造实施为研究背景,首先研究了不同电采暖设备的运行特性模型,在此基础上,结合我国常用的几种供暖方式的工作特点,分别提出了基于热电厂侧和用户侧的典型“煤改电”工程发展模式;针对热电厂侧“煤改电”工程,通常联合风电场协调供热实现“煤改电”改造,为在保证“煤改电”工程经济性的前提下最大程度消纳风电,提出了区域改造模式与设备容量配置协同优化的方法,建立了以年单位弃风消纳成本最小和年弃风消纳量最大为目标函数的优化规划模型,并分析了不同热负荷需求下的最佳改造模式;针对用户侧“煤改电”改造,综合考虑各改造主体利益、建筑类型特点、用户用能习惯及地理气候条件等因素的影...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１空气源热泵工作原理图??空气源热泵制热主要靠冷媒与外界环境的温差，仅压缩机需消耗少量电能，??
?‘?〇货ｒ热回水管??图２－２储热装置工作原理图??常见的以水为存储介质的储热罐结构如图２－２所示，根据供热系统的需要??决定其体积、高度与最大蓄热放热能力等参数。储热罐的储热容量与体积、进??回水温度等参数有关［４５］，通常可用式（２－３）计算。??Ｑ?—?ｍｃｘｌＳＴ?—?ｐＶｃｘ＾Ｔ?（２－３）??式中，ｗ为热媒的质量；ｇ为热媒的比热容；ｚｒ为供回水温差；ｐ为热媒的密??９??
质是通过在热电厂安装储热罐，将弃风时段的热负荷平移到非弃风时段，改变??热量的生产时间，从而实现了降低机组在低谷时段“以热定电”的最小出力，??提高其调峰能力，为弃风电力的提供上网空间。原理如图２－３所示。??风电场?—ｘ—电负荷??｜?热—ｃｈｐ?ｂｒＨ?????｜电??ｆ－Ｊ?？热负荷??｜Ｔ?｜储热罐｜????—？电平衡?－－－？热平衡??图２－３基于储热罐的风电供热模式原理图??通过为ＣＨＰ配置储热罐来解耦其“以热定电”的运行约束，能够提高ＣＨＰ??的运行灵活性。在经济性方面，只需考虑储热罐的成本，其大小主要受储热罐??的容量和使用寿命影响，经济性较好。??基于储热罐的风电供热模式的运行策略主要分为两种：一是在固定时段充、??放热，根据历史统计数据确定弃风大的时段放热，弃风小的时段蓄热。二是根??据实时弃风情况确定充、放热状态，即弃风大时放热，弃风小或无弃风时蓄热。??本文采用第一种固定时段充、放热的运行策略进行分析。??２．３．１．２基于电锅炉的风电供热模式（模式二）??安装电锅炉是热电厂主动参与消纳风电的另一种模式，其基本原理为：在??非弃风时段，热负荷由热电厂独自负责提供热量，以保证供需平衡，电负荷由??风电场和热电厂共同提供。在弃风时段
【参考文献】：
期刊论文
[1]京津冀农村“煤改电”运行情况分析[J]. 吴亮,吴迪,解岩,张剑,赵宝国,张志刚. 电力需求侧管理. 2018(04)
[2]北京农村电采暖方式综合评价与总量预测[J]. 张婷,于淼. 北京规划建设. 2018(02)
[3]“煤改电”项目综合效益的模糊评判方法[J]. 袁泽,于雪皎,郑小宇,张宏宇,侯斌,杨建华. 农村电气化. 2018(02)
[4]基于合作博弈的相变储热容量优化配置及利益分配[J]. 程中林,江全元,葛延峰. 电网技术. 2017(09)
[5]考虑弃风特性的风电供热项目节煤效果与最佳配置方案研究[J]. 吕泉,刘永成,刘乐,朱全胜,王海霞,王恺文. 中国电机工程学报. 2017(16)
[6]基于信息熵融合多层次灰色关联分析法的电能替代综合评估[J]. 孙毅,张璐,单葆国,曹昉. 电网与清洁能源. 2017(05)
[7]煤改电电能替代工程效益分析[J]. 朱赫炎,张明理,梁毅,张晓天,李华. 东北电力技术. 2017(05)
[8]基于改进ANP的电能替代技术环保效益模糊综合评价[J]. 种倩倩,成岭,钟鸣,冯伟,王述成,杨东升. 电测与仪表. 2017(07)
[9]促进风电消纳的蓄热罐运行策略[J]. 于炎娟,陈红坤,姜欣,陶玉波,于仁炎. 电力系统自动化. 2017(07)
[10]费用-效果分析法（CEA）在公共项目投资决策中的运用[J]. 刘清玉. 当代经济. 2016(31)
硕士论文
[1]基于风电供热的消纳弃风方案研究[D]. 褚洪川.大连理工大学 2015
[2]基于灰色关联分析的几种决策方法及其应用[D]. 孙晓东.青岛大学 2006
[3]电采暖技术与应用的研究[D]. 张晓晖.东北农业大学 2003
本文编号：3321665
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１空气源热泵工作原理图??空气源热泵制热主要靠冷媒与外界环境的温差，仅压缩机需消耗少量电能，??
?‘?〇货ｒ热回水管??图２－２储热装置工作原理图??常见的以水为存储介质的储热罐结构如图２－２所示，根据供热系统的需要??决定其体积、高度与最大蓄热放热能力等参数。储热罐的储热容量与体积、进??回水温度等参数有关［４５］，通常可用式（２－３）计算。??Ｑ?—?ｍｃｘｌＳＴ?—?ｐＶｃｘ＾Ｔ?（２－３）??式中，ｗ为热媒的质量；ｇ为热媒的比热容；ｚｒ为供回水温差；ｐ为热媒的密??９??
质是通过在热电厂安装储热罐，将弃风时段的热负荷平移到非弃风时段，改变??热量的生产时间，从而实现了降低机组在低谷时段“以热定电”的最小出力，??提高其调峰能力，为弃风电力的提供上网空间。原理如图２－３所示。??风电场?—ｘ—电负荷??｜?热—ｃｈｐ?ｂｒＨ?????｜电??ｆ－Ｊ?？热负荷??｜Ｔ?｜储热罐｜????—？电平衡?－－－？热平衡??图２－３基于储热罐的风电供热模式原理图??通过为ＣＨＰ配置储热罐来解耦其“以热定电”的运行约束，能够提高ＣＨＰ??的运行灵活性。在经济性方面，只需考虑储热罐的成本，其大小主要受储热罐??的容量和使用寿命影响，经济性较好。??基于储热罐的风电供热模式的运行策略主要分为两种：一是在固定时段充、??放热，根据历史统计数据确定弃风大的时段放热，弃风小的时段蓄热。二是根??据实时弃风情况确定充、放热状态，即弃风大时放热，弃风小或无弃风时蓄热。??本文采用第一种固定时段充、放热的运行策略进行分析。??２．３．１．２基于电锅炉的风电供热模式（模式二）??安装电锅炉是热电厂主动参与消纳风电的另一种模式，其基本原理为：在??非弃风时段，热负荷由热电厂独自负责提供热量，以保证供需平衡，电负荷由??风电场和热电厂共同提供。在弃风时段
【参考文献】：
期刊论文
[1]京津冀农村“煤改电”运行情况分析[J]. 吴亮,吴迪,解岩,张剑,赵宝国,张志刚. 电力需求侧管理. 2018(04)
[2]北京农村电采暖方式综合评价与总量预测[J]. 张婷,于淼. 北京规划建设. 2018(02)
[3]“煤改电”项目综合效益的模糊评判方法[J]. 袁泽,于雪皎,郑小宇,张宏宇,侯斌,杨建华. 农村电气化. 2018(02)
[4]基于合作博弈的相变储热容量优化配置及利益分配[J]. 程中林,江全元,葛延峰. 电网技术. 2017(09)
[5]考虑弃风特性的风电供热项目节煤效果与最佳配置方案研究[J]. 吕泉,刘永成,刘乐,朱全胜,王海霞,王恺文. 中国电机工程学报. 2017(16)
[6]基于信息熵融合多层次灰色关联分析法的电能替代综合评估[J]. 孙毅,张璐,单葆国,曹昉. 电网与清洁能源. 2017(05)
[7]煤改电电能替代工程效益分析[J]. 朱赫炎,张明理,梁毅,张晓天,李华. 东北电力技术. 2017(05)
[8]基于改进ANP的电能替代技术环保效益模糊综合评价[J]. 种倩倩,成岭,钟鸣,冯伟,王述成,杨东升. 电测与仪表. 2017(07)
[9]促进风电消纳的蓄热罐运行策略[J]. 于炎娟,陈红坤,姜欣,陶玉波,于仁炎. 电力系统自动化. 2017(07)
[10]费用-效果分析法（CEA）在公共项目投资决策中的运用[J]. 刘清玉. 当代经济. 2016(31)
硕士论文
[1]基于风电供热的消纳弃风方案研究[D]. 褚洪川.大连理工大学 2015
[2]基于灰色关联分析的几种决策方法及其应用[D]. 孙晓东.青岛大学 2006
[3]电采暖技术与应用的研究[D]. 张晓晖.东北农业大学 2003
本文编号：3321665
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