专利名称：包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统及方法
技术领域：
本发明涉及城市综合能源供应系统，尤其涉及一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统及方法。
背景技术：
电力负荷预测是电力系统规划的重要组成部分，也是电力系统经济运行的基础， 其对电力系统规划和运行都极其重要。电力负荷预测包括两方面的含义，即用以指安装在国家机关、企业、居民等用户处的各种用电设备，也可用以描述上述用电设备所消耗的电力电量的数值。电力负荷预测是以电力负荷为对象进行的一系列预测工作。从预测对象来看，电力负荷预测包括对未来电力需求量(功率)的预测和对未来用电量(能量)的预测以及对负荷曲线的预测。其主要工作是预测未来电力负荷的时间分布和空间分布，为电力系统规划和运行提供可靠的决策依据。但电力负荷预测值与系统实际需要的负荷值存在一定的误差，减小这个误差有利于系统运行和规划，减小调度困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统及方法，通过本发明调度系统及其调度方法，可以大大减小系统实际需要的负荷值与电力负荷预测值之间的误差，以有利于系统运行和规划，减小调度困难。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统，包括用于产出采暖热水的水源热泵；用于产出电力的燃煤凝汽式火电机组，为水源热泵供电；与所述燃煤纯凝汽式火电机组并联的空调器热泵，所述空调器热泵由所述燃煤凝汽式火电机组产生的电能驱动而产生采暖热能；控制空调器热泵的空调器热泵遥控开关；采集用户非采暖用电的电表；与所述水源热泵相连接的热水式采暖散热器，所述水源热泵生产的热水流入所述热水式采暖散热器中产生采暖热能；热水式采暖散热器热水消耗计量表，用于检测所述热水式采暖散热器热水消耗的数据；控制热水式采暖散热器的热水式采暖散热器流水阀门遥控开关；第一远程集中控制器，采集水源热泵的供暖出力热水流量，并将该供暖出力热水流量数据传送给综合调度控制装置；第二远程集中控制器，其内存储有热水式采暖散热器与水源热泵之间的距离信息，采集所述用户非采暖用电的电表所检测的非采暖耗电数据，采集热水式采暖散热器热水消耗计量表检测的热水消耗数据，然后上述非采暖耗电数据及热水消耗数据以及热水式采暖散热器与水源热泵之间距离数据传送给综合调度控制装置；第三远程集中控制器，采集燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量；并将采集的燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量传送给综合调度控制装置；综合调度控制装置，根据热水式采暖散热器与水源热泵之间距离计算并生成最终调度控制水源热泵的热出力、燃煤纯凝汽式火电机组提供给空调热泵的发电出力以及用户不同时刻的空调热泵的耗电量和供热量的控制信号；所述第一远程集中控制器接收到综合调度控制装置所发出的调度控制信号后，以该调度控制信号控制水源热泵的控制执行装置动作；所述第二远程集中控制器接收到综合调度控制装置所发出的调度控制信号后，以该调度控制信号分别驱动空调器热泵遥控开关、热水式采暖散热器流水阀门遥控开关执行开关机动作；第三远程集中控制器接收综合调度控制装置所发出的调度控制信号，并用该调度控制信号控制燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的控制执行装置动作。所述热水式采暖散热器流水阀门遥控开关，通过第二远程集中控制器以遥控方式与所述综合调度控制装置耦合；所述空调器热泵遥控开关，通过第二远程集中控制器以遥控方式与所述综合调度控制装置耦合；所述水源热泵控制执行装置，通过第一远程集中控制器以遥控方式与所述综合调度控制装置耦合；所述综合调度控制装置包括接收第一远程集中控制器发送的水源热泵的供暖出力热水流量的第一数据接收单元；接收第二远程集中控制器发送的用户非采暖电表检测的耗电数据、采暖热水消耗数据及用户管道距离信息的第二数据接收单元；接收第三远程集中控制器发送的燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量的第三数据接收单元；将接收到的第一、第二和第三数据接收单元接收的数据进行解码的数据解码器；对所述数据解码器解码后的数据进行存储的数据存储器；对数据存储器内所存储的数据进行计算并生成调度控制信号的调度控制信号计算单元；将所述调度控制信号进行编码的信号转换编码器；及将编码后的调度控制信号分别传递给第一远程集中控制器、第二远程集中控制器和第二远程集中控制器的发送单元；所述综合调度控制装置通过电力光纤与云计算计算服务系统连接，并驱动云计算计算服务系统计算，以获得调度控制信号；所述综合调度控制装置通过电力光纤接收云计算计算服务系统计算获得的调度控制信号，然后经由电力电缆或无线传输方式发布该调度控制信号给第一远程集中控制器、第二远程集中控制器和第三远程集中控制器；所述第二远程集中控制器包括依次连接的用户非采暖电表脉冲计数器、采暖热水流量脉冲计数器、脉冲信号编码转换器、计量信号放大发射器，及相互连接的控制信号接收解码器和控制信号遥控发射器；用户非采暖电表脉冲计数器与用户非采暖电表连接，用户非采暖电表脉冲计数器将检测得到的耗电数据经过脉冲信号编码转换器及计量信号放大发射器处理后传送至综合调度控制装置；采暖热水流量脉冲计数器连接热水式采暖散热器热水消耗计量表，用于检测热水式采暖散热器热水消耗计量表的采暖流量数据，采暖热水流量脉冲计数器将检测得到的采暖流量数据经过脉冲信号编码转换器及计量信号放大发射器处理后传送至综合调度控制装置；控制信号接收解码器，接收综合调度控制装置发出的调度控制信息并进行解码，然后通过控制信号遥控发射器将控制信号发送给空调器热泵遥控开关、热水式采暖散热器流水阀门遥控开关执行开关机动作；所述第二远程集中控制器还用于采集用户输入的热惯性时间数据，并将该数据传送给综合调度控制装置；一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统的调度方法，包括以下步骤
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1)测量以下数据每间隔ΔΤ周期测量一次，其中，ΔΤ为采样周期，采样次数为 τ，T为自然数1. 1)测量供给侧采集燃煤热电联产机组的热出力Η^α)、第三远程集中控制器采集燃煤纯凝汽式火电机组对空调器热泵的发电出力电量Pcqn (t)1.2)用户侧(a) N个用户的热水式采暖散热器距水源热泵的管道距离Si ；(b)N个用户的非采暖耗电量Pi(t)；(c) N个用户的热水式采暖散热器的耗热量Hi (t)；
(d) N个用户的空调热泵装机容量if ；(e) N个用户输入的热惯性时间Ti ；2)计算2. 1)计算所有用户总的非采暖用电量
权利要求
1.一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统，其特征在于包括 用于产出采暖热水的水源热泵(A)；用于产出电力的燃煤凝汽式火电机组(B)，为水源热泵(A)供电； 与所述燃煤纯凝汽式火电机组(B)并联的空调器热泵(108)，所述空调器热泵(108)由所述燃煤凝汽式火电机组(B)产生的电能驱动而产生采暖热能； 控制空调器热泵(108)的空调器热泵遥控开关(117)； 采集用户非采暖用电的电表；与所述水源热泵(A)相连接的热水式采暖散热器(110)，所述水源热泵(A)生产的热水流入所述热水式采暖散热器(110)中产生采暖热能；热水式采暖散热器热水消耗计量表(111)，用于检测所述热水式采暖散热器(110)热水消耗的数据；控制热水式采暖散热器(110)的热水式采暖散热器流水阀门遥控开关(116)； 第一远程集中控制器(1121)，采集水源热泵(A)的供暖出力热水流量，并将该供暖出力热水流量传送给综合调度控制装置(115)；第二远程集中控制器(1122)，其内存储有热水式采暖散热器(110)与水源热泵(A)之间的距离信息，采集所述用户非采暖用电的电表所检测的非采暖耗电数据，采集热水式采暖散热器热水消耗计量表(111)检测的热水消耗数据，然后上述非采暖耗电数据及热水消耗数据以及热水式采暖散热器(110)与水源热泵(A)之间距离数据传送给综合调度控制装置(115)；第三远程集中控制器(1123)，采集燃煤纯凝汽式火电机组(B)对空调器热泵的发电出力电量；并将采集的燃煤纯凝汽式火电机组(B)对空调器热泵的发电出力电量传送给综合调度控制装置(115)；综合调度控制装置(115)，根据热水式采暖散热器(110)与水源热泵(A)之间距离计算并生成最终调度控制水源热泵(A)热出力、燃煤纯凝汽式火电机组(B)提供给空调热泵的发电出力以及用户不同时刻的空调热泵的耗电量和供热量的控制信号；所述第一远程集中控制器(1121)接收到综合调度控制装置(11 所发出的调度控制信号后，以该调度控制信号控制水源热泵(A)的执行装置动作；所述第二远程集中控制器(112 接收到综合调度控制装置(11 所发出的调度控制信号后，以该调度控制信号分别驱动空调器热泵遥控开关(117)、热水式采暖散热器流水阀门遥控开关(116)执行开关机动作；第三远程集中控制器(112 接收综合调度控制装置(11 所发出的调度控制信号，并用该调度控制信号控制燃煤纯凝汽式火电机组(B)对空调器热泵的控制执行装置动作。
2.根据权利要求1所述的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统，其特征在于，所述热水式采暖散热器流水阀门遥控开关(116)，通过第二远程集中控制器(112)以遥控方式与所述综合调度控制装置(11 耦合；所述空调器热泵遥控开关(117)，通过第二远程集中控制器以遥控方式与所述综合调度控制装置(11 耦合；所述水源热泵控制执行装置，通过第一远程集中控制器以遥控方式与所述综合调度控制装置(115)耦合。
3.根据权利要求1所述的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统，其特征在于，所述综合调度控制装置(11 包括接收第一远程集中控制器发送的水源热泵(A)的供暖出力热水流量的第一数据接收单元O00)；接收第二远程集中控制器发送的用户非采暖电表检测的耗电数据、采暖热水消耗数据及用户管道距离信息的第二数据接收单元O01)；接收第三远程集中控制器发送的燃煤纯凝汽式火电机组(B)对空调器热泵的发电出力电量的第三数据接收单元；将接收到的第一、第二和第三数据接收单元接收的数据进行解码的数据解码器 (202)；对所述数据解码器解码后的数据进行存储的数据存储器O03)；对数据存储器内所存储的数据进行计算并生成调度控制信号的调度控制信号计算单元 O04)；将所述调度控制信号进行编码的信号转换编码器O05)；及将编码后的调度控制信号分别传递给第一远程集中控制器、第二远程集中控制器和第三远程集中控制器的发送单元(206)。
4.根据权利要求1所述的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统，其特征在于，所述综合调度控制装置(11 通过电力光纤(120)与云计算计算服务系统 (917)连接，并驱动云计算计算服务系统(917)计算，以获得调度控制信号；所述综合调度控制装置(11 通过电力光纤(120)接收云计算计算服务系统(917)计算获得的调度控制信号，然后经由电力电缆或无线传输方式发布该调度控制信号给第一远程集中控制器、第二远程集中控制器和第三远程集中控制器。
5.根据权利要求1所述的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统，其特征在于，所述第二远程集中控制器包括依次连接的用户非采暖电表脉冲计数器、采暖热水流量脉冲计数器、脉冲信号编码转换器、计量信号放大发射器，及相互连接的控制信号接收解码器和控制信号遥控发射器；用户非采暖电表脉冲计数器与用户非采暖电表连接，用户非采暖电表脉冲计数器将检测得到的耗电数据经过脉冲信号编码转换器及计量信号放大发射器处理后传送至综合调度控制装置(115)；采暖热水流量脉冲计数器连接热水式采暖散热器热水消耗计量表(111)，用于检测热水式采暖散热器热水消耗计量表(111)的采暖流量数据，采暖热水流量脉冲计数器将检测得到的采暖流量数据经过脉冲信号编码转换器及计量信号放大发射器处理后传送至综合调度控制装置(115)；控制信号接收解码器，接收综合调度控制装置(11 发出的调度控制信息并进行解码，然后通过控制信号遥控发射器将控制信号发送给空调器热泵遥控开关(117)、热水式采暖散热器流水阀门遥控开关(116)执行开关机动作。
6.根据权利要求1所述的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统，其特征在于，所述第二远程集中控制器(1122)还用于采集用户输入的热惯性时间数据，并将该数据传送给综合调度控制装置(115)。
7.根据权利要求1所述的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统的调度方法，其特征在于包括以下步骤1)测量以下数据每间隔ΔΤ周期测量一次，其中，ΔT为采样周期，采样次数为T，T为自然数1. 1)测量供给侧第一远程集中控制器(1121)采集水源热泵(A)的热出力Η^α)，第三远程集中控制器采集燃煤纯凝汽式火电机组(Β)对空调器热泵的发电出力电量ρωΝα)；1.2)用户侧第二远程集中控制器(112 采集以下数据(a)N个用户的热水式采暖散热器距水源热泵㈧的管道距离Si ；(b)N个用户的非采暖耗电量Pi(t)；(c)N个用户的热水式采暖散热器的耗热量Hi (t)；(d)N个用户的空调热泵装机容量if ；(e)N个用户输入的热惯性时间Ti ；2)计算 2.υ计算所有用户总的非采暖用电量
8.根据权利要求7所述的一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统的调度方法，其特征在于调节后水源热泵的热出力hX(t)、燃煤纯凝汽式火电机组(B) 对空调器热泵的发电出力电量pra(t)、用户不同时刻空调热泵耗电量pEHP(t，1)和供热量 hEHP(t，l)的计算方法为联合以下公式⑴ (9)即可得知在Δρ最小的情况下，调节后水源热泵的热出力hCHP(t)、燃煤纯凝汽式火电机组(B)对空调器热泵的发电出力电量pCQN(t) 以及用户不同时刻空调热泵耗电量Pehp(t，1)和供热量hEHP(t，1)(A)确立目标函数
全文摘要
本发明公开了一种包括水源热泵和纯凝汽式火电机组的热电联合调度系统及方法，包括水源热泵、燃煤纯凝汽式火电机组、空调器热泵、电能表、散热器、耗热计量表及采集所述电能表检测的耗电数据及耗热计量表检测的采暖耗热数据的第二远程集中控制器、通过第一～三远程集中控制器控制所述水源热泵、燃煤纯凝汽式火电机组、、空调器热泵及散热器运行的调度控制装置。本发明通过采集用户至热源的管道距离，大大减小系统实际需要的负荷值与电力负荷预测值之间的误差，以有利于系统运行和规划，减小调度困难。
文档编号H02P9/04GK102510100SQ201110323969
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月23日 优先权日2011年10月23日
发明者吴锴, 杨玉龙, 龙虹毓 申请人:西安交通大学