一种基于电网调峰的蓄热系统的制作方法

1.本发明涉及供电供热系统技术领域，具体为一种基于电网调峰的蓄热系统。


背景技术：

2.蓄热式电热锅炉技术是一种负荷侧调峰技术，主要是利用峰、谷电价价差进行供热，即在谷电时进行供热和蓄热，峰电时利用蓄热的能量进行供电；蓄热式电热锅炉技术对用户、电网和社会都具有十分明显的经济效益和社会效益。
3.由于风能和光能进行发电时，其存在发电不稳定的情况；目前的风能发电方面，存在较为严重的弃风问题，风电消纳问题已成为风电产业持续健康发展需要解决的关键问题；如当处于用电高峰时，此时的风能和光能的发电量可能不能满足用电需求，此时就需要进行电网调峰；如当处于用电低谷时，又需要将多余的电量消耗在蓄能方面。
4.公布号为cn112923431a的发明专利申请公开了一种消纳弃风弃光的供蓄热系统。该申请通过弃风、弃光能源对供蓄热系统进行加热，避免了能源的浪费，但仍未解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于：如何减缓弃风情况，提高能源利用率。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
7.一种基于电网调峰的蓄热系统，包括发电系统、输配电网、蓄热式电锅炉系统；
8.所述蓄热式电锅炉系统包括蓄热式电锅炉和电力补偿系统，所述蓄热式电锅炉包括储热设备和储能设备；
9.所述发电系统的输出端与输配电网的输入端连接，所述输配电网的输出端与电力用户连接；所述输配电网的输出端还与蓄热式电锅炉连接，所述蓄热式电锅炉的储热设备与供热用户连接；所述储能设备的输出端通过电力补偿系统与输配电网的输入端连接。
10.优点：本发明通过设置蓄热式电锅炉系统，在用电高峰时，通过蓄热式电锅炉系统内的电力补偿系统为输配电网进行电力补充，从而保证了用电高峰的使用需求。而在用电低谷时，本实施例的蓄热式电锅炉通过储热设备和储能设备能够将该部分的剩余电力进行利用，一方面通过储热设备使用剩余电力为蓄热式电锅炉内的水进行加热以供用户后续使用，另一方面还可以将该部分电力存储起来，在用电高峰时，通过电力补偿系统传输给输配电网以满足用电高峰的使用需求。从而缓解了弃风情况、减少能源消耗，提高能源的利用率等优点。
11.优选地，所述发电系统包括火电厂、风力发电厂和光伏发电厂；所述火电厂、风力发电厂和光伏发电厂均与输配电网的输入端连接。
12.优选地，所述风力发电厂包括风力发电预测模型，所述风力发电预测模型能够预测得出每天不同时段的发电曲线；
13.所述光伏发电厂包括光伏发电预测模型，所述光伏发电预测模型能够预测得出每
天不同时段的发电曲线。
14.优选地，处于用电高峰时，令此时所述风力发电厂与光伏发电厂的发电电力之和为l1，所述火电厂的发电电力为l3，所述输配电网所需的电力为w1，所述电力补充系统的补偿的电力为w3，则
15.l1 l3＝w1-w3
16.即所述输配电网所需的电力等于火电厂的发电电力、风力发电厂的发电电力、光伏发电厂的发电电力和电力补偿系统提供的电力之和。
17.优选地，处于用电低谷时，令此时所述风力发电厂与光伏发电厂的发电电力之和为l2，所述火电厂的发电电力为l3，所述输配电网所需的电力为w2，所述电力补充系统的补偿的电力为w4，则
18.l2 l3＝w2 w4
19.即所述输配电网所需的电力与蓄热式电锅炉所需的电力之和等于火电厂的发电电力、风力发电厂的发电电力和光伏发电厂的发电电力之和。
20.优选地，所述l1的取值为预测范围内的最小值，所述l2的取值为预测范围内的最大值。
21.优选地，所述风力发电预测模型和光伏发电预测模型所预测的数值与实际数值之间的误差能够由蓄热式电锅炉系统补足或消除。
22.优选地，所述电力补偿系统为发电单元，所述发电单元能够将储能设备的热能转换成电能。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.(1)本发明通过设置蓄热式电锅炉系统，在用电高峰时，通过蓄热式电锅炉系统内的电力补偿系统为输配电网进行电力补充，从而保证了用电高峰的使用需求。而在用电低谷时，本实施例的蓄热式电锅炉通过储热设备和储能设备能够将该部分的剩余电力进行利用，一方面通过储热设备使用剩余电力为蓄热式电锅炉内的水进行加热以供用户后续使用，另一方面还可以将该部分电力存储起来，在用电高峰时，通过电力补偿系统传输给输配电网以满足用电高峰的使用需求。从而缓解了弃风情况、减少能源消耗，提高能源的利用率等优点。
25.(2)本发明根据风电和光伏的发电特性，通过设置风力发电预测模型和光伏发电预测模型，优化调度模型，保证了处于用电低谷时风能和光能的有效使用。
附图说明
26.图1为本发明的实施例的系统框图；
27.图中：1、发电系统；2、输配电网；3、蓄热式电锅炉系统；4、电力用户；5、供热用户；11、火电厂；12、风力发电厂；13、光伏发电厂；121、风力发电预测模型；131、光伏发电预测模型；31、蓄热式电锅炉；32、电力补偿系统；311、储热设备；312、储能设备。
具体实施方式
28.为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
29.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.参阅图1，本实施例公开了一种基于电网调峰的蓄热系统，包括发电系统1、输配电网2、蓄热式电锅炉系统3。
31.蓄热式电锅炉系统3包括蓄热式电锅炉31和电力补偿系统32，蓄热式电锅炉31包括储热设备311和储能设备312。
32.发电系统1的输出端与输配电网2的输入端连接用于给输配电网2供电，输配电网2的输出端与电力用户4连接用于为电力用户4提供电力；输配电网2的输出端还与蓄热式电锅炉31连接，在用电低谷时，多余的电力能够流入蓄热式电锅炉31。蓄热式电锅炉31的储热设备311与供热用户5连接用于给供热用户5提供热水；储能设备312的输出端通过电力补偿系统32与输配电网2的输入端连接，在用电高峰时，对输配电网2补充电力补充。
33.本实施例通过设置蓄热式电锅炉系统3，在用电高峰时，发电系统1输出的电力可能会不满足输配电网2的需求，此时，通过蓄热式电锅炉系统3内的电力补偿系统32为输配电网2进行电力补充，从而保证了用电高峰的使用需求。而在用电低谷时，由于发电系统1的发电电力较高，而输配电网2所需的电力较低，因此会导致用电低谷时的发电电力剩余过大，造成能源的严重浪费。本实施例的蓄热式电锅炉31通过储热设备311和储能设备312能够将该部分的剩余电力进行利用，一方面通过储热设备311使用剩余电力为蓄热式电锅炉31内的水进行加热以供用户后续使用，另一方面还可以将该部分电力存储起来，在用电高峰时，通过电力补偿系统32传输给输配电网2以满足用电高峰的使用需求。从而缓解了弃风情况、减少能源消耗，提高能源的利用率等优点。
34.其中，电力补偿系统32为发电单元，发电单元能够将储能设备312的热能转换成电能。
35.发电系统1包括火电厂11，火电厂11的发电机组为正常状态运行为输配电网2供电，一般可以认为其输出的电力每一时刻均是恒定的。发电系统1还可以包括风力发电厂12和光伏发电厂13中的一种或两种，本实施例中，发电系统1包括火电厂11、风力发电厂12和光伏发电厂13，均为输配电网2供电。
36.其中，风力发电厂12包括风力发电预测模型121，光伏发电厂13包括光伏发电预测模型131。风力发电预测模型121和光伏发电预测系统为现有建立的发电量预测模型。
37.由于风力发电厂12受不同时段的风速影响，通过风力发电预测模型121可以预测得出每天不同时段的发电曲线；光伏发电厂13受不同时段的阳光强度影响，通过光伏发电预测模型131可以预测得出每天不同时段的发电曲线。因此，通过风力发电预测模型121和光伏发电预测模型131可以及时和提前为蓄热式电锅炉系统3中所需补偿的电力提供准备，以及出现发电电力过剩时所需做出的弃风等措施；同时还可以根据大量的数据预测得出的数据信息，进行合理的分配蓄热式电锅炉系统3中蓄热式电锅炉31进行储能设备312和储热设备311的能量分配，以及电力补偿系统32所需进行电力补充，即对设备的规模和型号进行合理配置。
38.当处于用电低谷时，令此时风力发电厂12与光伏发电厂13的发电电力之和为l2，
火电厂11的发电电力为l3，输配电网2所需的电力为w2，电力补充系统的补偿的电力为w4，则
39.l2 l3＝w2 w4
40.即输配电网2所需的电力与蓄热式电锅炉31所需的电力之和等于火电厂11的发电电力、风力发电厂12的发电电力和光伏发电厂13的发电电力之和。
41.当处于用电高峰时，令此时风力发电厂12与光伏发电厂13的发电电力之和为l1，火电厂11的发电电力为l3，输配电网2所需的电力为w1，电力补充系统的补偿的电力为w3，则
42.l1 l3＝w1-w3
43.即输配电网2所需的电力等于火电厂11的发电电力、风力发电厂12的发电电力、光伏发电厂13的发电电力和电力补偿系统32提供的电力之和。
44.需要说明的是，由于火电厂11无论是在用电高峰或用电低谷时，其电量均是恒定的，因此可以认为用电高峰和用电低谷时的发电电力是相同的。
45.本实施例中，l1的取值为预测范围内的最小值，l2的取值为预测范围内的最大值。风力发电预测模型121和光伏发电预测模型131所预测的数值与实际数值之间的误差能够由蓄热式电锅炉系统3补足或消除。
46.其中，蓄热式电锅炉31进行储能和供热时所需的最大电力为(w1-w2)/2；所述电力补偿系统32可以提供的电力为(w1-w2)/2。
47.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
48.以上所述实施例仅表示发明的实施方式，本发明的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明保护范围。