新型电力系统背景下电热负荷参与实时调度研究

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.21122

发电技术 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (1): 115-124.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.21122

新型电力系统背景下电热负荷参与实时调度研究

印欣¹, 张锋², 阿地利·巴拉提¹, 常喜强¹, 陈武晖², 李长军¹, 李雪明³, 袁少伟⁴

^1.国网新疆电力有限公司，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000
^2.太原理工大学电气与动力工程学院，山西省太原市 030024
^3.国电南瑞科技股份有限公司，江苏省南京市 210003
^4.国网乌鲁木齐供电公司，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000

收稿日期:2021-11-15 出版日期:2023-02-28 发布日期:2023-03-02
作者简介:印欣(1988)，男，硕士，高级工程师，研究方向为电力系统稳定分析及源网荷储协同调度，yinchaoji1@163.com；
陈武晖(1974)，男，博士，教授，研究方向为电力系统分析与控制，本文通信作者，chenwuhui@tyut.edu.cn。
基金资助:
新疆维吾尔自治区重大科技专项(2022A01007-1);国家自然科学基金项目(51977098)

Study on Participation of Electricity-driven Thermal Load in Real-time Scheduling of New Power System

Xin YIN¹, Feng ZHANG², Balati ADILI¹, Xiqiang CHANG¹, Wuhui CHEN², Changjun LI¹, Xueming LI³, Shaowei YUAN⁴

^1.State Grid Xinjiang Electric Power Co. , Ltd. , Urumqi 830000, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China
^2.College of Electrical and Power Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi Province, China
^3.Guodian Nanrui Technology Co. , Ltd. , Nanjing 210003, Jiangsu Province, China
^4.State Grid Urumqi Power Supply Company, Urumqi 830000, Xinjiang Uygur Autonomous Region, China

Received:2021-11-15 Published:2023-02-28 Online:2023-03-02
Supported by:
Major Science and Technology Projects of Xinjiang Uygur Autonomous Region(2022A01007-1);National Natural Science Foundation of China(51977098)

摘要/Abstract

摘要：

以新能源为主的新型电力系统的功率平衡面临着重要的技术挑战，以灵活负荷参与电力系统调节是提升新型电力系统有功平衡能力的重要途径。针对电热负荷季节性、时段性特征明显，新能源“极寒极热无风”“晚峰无光”，热电负荷在新型电力系统中呈现反调峰的趋势。针对这一问题，全面分析了电热负荷时空特性和用能特性，深入挖掘其调节潜力，着重分析了电热可控负荷的控制场景，并系统地给出了电热负荷的柔性调度策略，完成电热负荷的柔性控制调节，实现全时间尺度的网荷协同优化和灵活调度，从而验证了该电网电热负荷实时参与调度的可行性。

关键词: 新能源, 新型电力系统, 源网荷储, 电热负荷, 可调节负荷资源, 柔性控制

Abstract:

The power balance of the new power system mainly based on new energy is facing an important technical challenge, and the participation of flexible load in power system regulation is an important way to enhance the active balance capability of the new power system. In view of the obvious seasonal and temporal characteristics of the electric and thermal loads, the new energy sources are “extremely cold and hot without wind” and “late peak without light”, and the thermoelectric loads in the new power system show the trend of anti-peak regulation. To address this problem, this paper analyzed the spatial and temporal characteristics and energy-use characteristics of electric and thermal loads, explored their regulation potential, focused on the control scenarios of electric and thermal controllable loads, and systematically gave a flexible scheduling strategy for electric and thermal loads to complete the flexible control and regulation of electric and thermal loads. The results realize the network-load cooperative optimization and flexible scheduling on the whole time scale, and thus verify the feasibility of the real-time participation of telectric and thermal loads in the scheduling of the grid.

Key words: new energy, new power system, source network load storage, electric and thermal loads, adjustable load resources, flexible control

中图分类号:

TK 01

印欣, 张锋, 阿地利·巴拉提, 常喜强, 陈武晖, 李长军, 李雪明, 袁少伟. 新型电力系统背景下电热负荷参与实时调度研究[J]. 发电技术, 2023, 44(1): 115-124.

Xin YIN, Feng ZHANG, Balati ADILI, Xiqiang CHANG, Wuhui CHEN, Changjun LI, Xueming LI, Shaowei YUAN. Study on Participation of Electricity-driven Thermal Load in Real-time Scheduling of New Power System[J]. Power Generation Technology, 2023, 44(1): 115-124.

图/表 13

表1 某地区电热负荷容量分布 (万kW)

Tab. 1 Capacity distribution of electric and thermal loads in a certain area

区域	电热负荷容量	分散式电热负荷		集中式电热负荷
区域	电热负荷容量	直热式	蓄热式	直热式	蓄热式
1	634.1	76.9	197.2	80.4	279.6
2	656.4	59.9	342.8	56.8	196.9

表2 某地区电热最大负荷分布情况 (万kW)

Tab. 2 Distribution of maximum electric and thermal loads in a certain area

区域	预计电热最大负荷	分散式电热最大负荷		集中式电热最大负荷
区域	预计电热最大负荷	直热式	蓄热式	直热式	蓄热式
1	412.6	50.9	126.5	43.2	192
2	201.1	10.8	87.8	45.7	56.8

表3 某地区电热负荷用户分布情况 (万户)

Tab. 3 User distribution of electric and thermal loads in a certain area

区域	电热负荷用户	分散式电热负荷用户		集中式电热负荷用户
区域	电热负荷用户	直热式	蓄热式	直热式	蓄热式
1	12.62	1.43	7.78	0.07	3.34
2	81.92	0.17	79.68	0.19	1.07

图1 某地区电网2020年12月电热平均用电负荷曲线

Fig. 1 Average power load curve of electric heating in a regional power grid in December 2020

图2 4个负荷最大地区2020年12月电热平均用电负荷曲线

Fig. 2 Average power load curve of electric heating in 4 regions with the highest load in December 2020

图3 典型行业2020年12月电热平均用电负荷曲线

Fig. 3 Typical industry’s average electricity load curve for electric heating in December 2020

图4 分散式电热负荷典型日负荷曲线

Fig. 4 Typical daily load curve of distributed electric and thermal loads

表4 各地区电热可调节负荷 (万kW)

Tab. 4 Electric and thermal adjustable loads in each region

地区序号	预计电热最大负荷	可调节负荷
总计	631.7	49.7
1	103.5	20.7
2	25.0	5.0
3	28.9	6.3
4	34.5	2.5
5	0.7	0.0
6	11.4	0.0
7	28.8	0.0
8	76.1	0.0
9	10.8	4.4
10	92.9	0.0
11	25.9	0.0
12	50.0	0.0
13	55.6	10.8
14	1.6	0.0
15	68.0	0.0

图5 电热负荷柔性调度拓扑图

Fig. 5 Flexible dispatch topology diagram of electric and thermal loads

图6 日前调度前后电热负荷平衡出力对比

Fig. 6 Output balance comparison of electric and thermal loads before and after day-ahead dispatch

图7 日前调度前后柔性电热负荷响应情况

Fig. 7 Response of flexible electric and thermal loads before and after day-ahead dispatch

图8 日内调度前后电热负荷平衡出力对比

Fig. 8 Output balance comparison of electric and thermal loads before and after intra-day dispatch

图9 日内调度前后柔性电热负荷响应图

Fig. 9 Response of flexible electric and thermal loads before and after intra-day dispatch

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Study on Participation of Electricity-driven Thermal Load in Real-time Scheduling of New Power System

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