专利名称：抽凝机组的冷电调度系统及调度方法
技术领域：
本发明涉及城市综合能源供应系统，尤其涉及一种利用对采冷负荷的调度实现电力系统最优化控制的方法。
背景技术：
由于我国经济的发展和产业结构的调整，电力系统存在的电力峰谷差在逐年增长。电力峰谷差拉大使电力设备平均利用小时数下降，发电效率下降，经济效益降低，电网安全运行受到巨大威胁。现在电网调峰主要采用纯凝式火电机组，但其特点是容量不足、 能耗巨大、经济性差；而抽凝式热电联机组按有关的规定，以“以热定电”方式运行，造成电力负荷低谷期发电量过剩，而电力负荷高峰期发电量不足。图1为电力负荷曲线。燃煤抽汽凝汽式热电联产机组产出的水流，由于输送距离及水流速的限制，送达用户具有一定的距离，而产出的电力则可以瞬间到达用户；现有技术中，没有根据抽汽凝汽式热电联产机组与用户之间的距离，合理对抽汽凝汽式热电联产机组进行调度控制的系统及方法，使得调度更加的及时、准确，避免浪费能源。
发明内容
本发明的目的是建立一种对用户制冷的机组联合调度系统及其电力负荷平准化调度方法，当需要降低水流供应量时，使用机组的发电量，通过空调进行制冷，补充由于降低水流供应量导致的制冷不足，从而填补了用电低谷。使得该系统根据抽汽凝汽式机组与用户之间的距离，合理对抽汽凝汽式机组的发电量和冷水量，以及空调用户的耗电量和制冷量进行控制，调节在用电高峰和低谷时的能耗。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种对用户制冷的机组联合调度系统，其特征在于，包括供给侧设备、检测及控制设备和多个用户侧设备；供给侧设备包括用于发电和提供热水的机组以及热水出口处安装的集中式热吸收式制冷机；每个用户侧设备包括由上述机组发出的电力驱动的制冷装置；风机盘管，由上述制冷机提供冷水制冷；非制冷耗电装置；检测及控制设备包括远程集中控制器，采集一段时间内的以下数据所述机组的冷水出力量和发电出力电量；耗电总量；冷水的耗能量；每个用户与热源即上述机组之间的距离；综合调度控制装置，根据上述距离，计算下一时段由于减少冷水供应导致的风机盘管中的冷水供应不足的量，该供应不足的量用所述制冷装置的制冷量来补充，即制冷装置耗电制冷；由此计算下一时段包括制冷装置在内的用电负荷耗电总量，对其求标准差，当该差最小时，达到了用电负荷的平准化，得到了机组的输出电能、冷出力控制信号及制冷装置用电量控制信号和制冷量信号； 远程集中控制器根据机组的输出电能、冷出力控制信号，控制机组的冷水出力量和发电出力电量；并根据制冷装置用电量控制信号和制冷量信号分别控制制冷装置制冷量和关闭风机盘管量。所述机组为燃煤抽汽凝汽式机组。所述制冷装置为空调。
所述远程集中控制器包括第一远程控集中制器和第二远程控集中制器，第一远程集中控制器采集供给侧设备的信息，第二远程集中控制器采集用户侧设备的信息。所述检测和控制设备还包括检测所述耗电装置耗电量的电表；控制所述制冷装置的制冷量的遥控开关；用于检测所述风机盘管冷水消耗的数据的消耗计量表；控制风机盘管的流水阀门遥控开关；机组的控制执行装置。所述综合调度控制装置包括接收用户非制冷耗电数据、用户冷水消耗数据、用户管道距离信息、燃煤抽汽凝汽式机组的水流量、发电出力电量的第一数据接收单元；将接收到的所有数据进行解码的数据解码器单元；对解码后的所有数据进行存储的数据存储器单元；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编码器；及将编码后的调度控制信号传递给第一远程集中控制器、第二远程集中控制器的发送单元。所述机组的控制执行装置包括调度控制信号收发编码存储器、驱动电路及机械齿轮控制装置，所述调度控制信号经调度控制信号收发编码存储器解码以后生成机组调度控制指令，经过驱动电路输出的电力拖动信号触发机械齿轮控制装置，机械齿轮控制装置再控制机组的燃煤进料阀门动作、蒸汽抽汽阀门动作及发电蒸汽流量阀门动作。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，对采集的数据进行云计算。第二远程集中控制器包括依次连接的空调电表脉冲计数器、冷水流量脉冲计数器、编码存储器，及相互连接的控制信号接收解码器和遥控信号发生器。还提出了一种针对上述调度系统的调度控制方法，对机组进行合理地调度控制。现对于现有技术，本发明的有益效果在于合理将机组的供电出力和热水出力进行调度，使电力负荷平准化，达到了 “削峰填谷”的效果，避免浪费燃料资源，同时使得调度更加的及时、准确。
图1为电力负荷曲线图；图2为本发明的冷电联合调度系统电路图；图3为第二远程集中控制器的组成图；图4为机组控制执行装置118的组成图；图5为综合调度控制装置115的组成图；图6为云计算计算服务系统917的连接图；图7为平准化后的负荷曲线与原始曲线比较具体实施例方式下面结合
本发明的具体实施方式
。请参照图2所示，本发明的一种冷电联合调度系统包括供给侧设备、检测及控制设备和用户侧设备。供给侧设备包括用于产出电力和热水的燃煤抽汽凝汽式机组A以及热水出口处安装的集中式热吸收式制冷机，该机组在其减小热水供应量时，同时能够降低或者增加发电量；用户侧设备包括通过电力电缆113与所述燃煤抽汽凝汽式机组A并联的空调器108，所述空调器 108由所述燃煤抽汽凝汽式机组A产生的电能驱动而制冷；以及由燃煤抽汽凝汽式机组A 供电的非制冷耗电装置(附图2中未画出)；通过管道114与制冷机相连接的风机盘管110，由上述机组提供冷水制冷；检测及控制设备包括电能表109，用于检测耗电数据；控制空调器108的空调器遥控开关117 ；风机盘管水流消耗计量表111，用于检测所述风机盘管110水流消耗的数据；控制风机盘管110的流水阀门遥控开关116 ；第一远程集中控制器1121，采集燃煤抽汽凝汽式机组A的燃料投入量，蒸汽进气量，冷出力量和发电出力电量；并将采集的燃煤抽汽凝汽式机组A的燃料投入量，蒸汽进气量，冷出力量，发电出力电量，传送给综合调度控制装置115 ；第二远程集中控制器1122，采集所述空调器专用电能表109检测的耗电数据；记载风机盘管110与燃煤抽汽凝汽式机组A之间的管道距离信息；采集风机盘管水流消耗计量表111检测的水流消耗数据；然后再将空调器的耗电数据、风机盘管110的管道距离信息、水流消耗数据传送给综合调度控制装置115 ；综合调度控制装置115，由燃煤抽汽凝汽式机组A的冷水流量、发电出力电量、用户的风机盘管110的管道距离信息、用户的非制冷用电数据和用户的水流消耗数据，生成调度控制信号；第一远程集中控制器1121接收综合调度控制装置115所发出的调度控制信号，并用该调度控制信号控制燃煤抽汽凝汽式机组A的机组控制执行装置118动作；第二远程集中控制器1122接收综合调度控制装置115所发出的调度控制信号，并用该调度控制信号分别驱动空调器遥控开关117、风机盘管流水阀门遥控开关116执行开关机动作；请参照图2所示，符合本发明的一个具体实施例中，燃煤抽汽凝汽式机组A，用于产出电力和热水。该燃煤抽汽凝汽式机组A包括锅炉104、透平105、热网加热器106、及交流发电机107。其中锅炉104燃烧燃料获得采暖热能加热蒸汽，通过蒸汽管道将饱和热蒸汽送至透平105获得机械能，该机械能驱动交流发电机107发出电能，热电联产机组发电余热被发送至热网加热器106生产热水。其中，热机采用水蒸汽朗肯循环，或以水蒸气朗肯循环为底层循环的布雷顿-郎肯热力联合循环，其供水温度可在65 80°C的范围内调节。在机组A的热水出水口处安装的集中式热吸收式制冷机(附图2中未画出)，将热水制冷后送到风机盘管110用于制冷。交流发电机107发出的电能通过输电线路113输送给终端用户的空调器108和其他电器(例如照明用电器、电源插座及家用电器等)。终端用户处的空调器108在电能的驱动下可为使用空调器108的终端用户提供制冷。热网加热器106生产的采暖用热水通过空调器108制冷后，将冷水通过管道114传送给终端用户的风机盘管110提供制冷。抽汽凝汽式热电联产机组A设有输入蒸汽量的阀门①、出力抽汽量阀门②及发电蒸汽量阀门③。所述空调器108还包括空调器开关⑤。请参照图2，所述电能表109与所述空调器108耦合；空调器遥控开关117连接空调器108，用于控制空调器108的开关。电能表109通过导线与空调器108单独连接，用于检测所述空调器108制冷的耗电数据。所述水流消耗计量表111，与所述风机盘管110相耦合，用于检测所风机盘管110的制冷耗能数据。所述风机盘管110设有开关阀门⑥。第二远程集中控制器1122，采集空调器专用电能表109检测的耗电数据并传送给综合调度控制装置115 ；采集风机盘管水流消耗计量表111检测的水流消耗数据，并记载该风机盘管110与燃煤抽汽凝汽式机组A之间管道距离信息，然后再将水流消耗数据和管道距离信息传送给综合调度控制装置115。请参照图3所示，第二远程集中控制器1122包括空调电表脉冲计数器、非制冷电表脉冲计数器(未图示)、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， 控制信号接收解码器和控制信号遥控发射器；空调电表脉冲计数器连接空调器专用电能表 109，用于检测空调器专用电能表109检测的耗电数据，空调电表脉冲计数器检测得到的耗电数据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 ；非制冷电表脉冲计数器连接用户非制冷电表，用于检测用户非制冷耗电数据 (即，除空调制冷耗电以外的用户耗电数据)，用户非制冷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 ；水流量脉冲计数器连接水流消耗计量表111，用于检测水流消耗计量表111的流量数据，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和风机盘管110 与燃煤抽汽凝汽式机组A之间的管道距离信息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115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遥控开关117、流水阀门遥控开关116执行动作。请参照图4所示，机组控制执行装置118包括调度控制信号收发编码存储器302、 驱动电路303及机械齿轮控制装置304，所述调度控制信号经调度控制信号收发编码存储器302解码以后生成机组调度控制指令，经过驱动电路303输出的电力拖动信号触发机械齿轮控制装置304，机械齿轮控制装置304再控制机组A的输入蒸汽量阀门①动作、出力抽汽量阀门②动作及发电蒸汽量阀门③动作。从而控制机组A的燃料输入、水流用途抽汽流量及发电用途蒸汽流量。请参照图5，综合调度控制装置115包括接收用户非制冷耗电数据、用户水流消耗数据、用户管道距离信息、机组A的水流量、发电出力电量第一数据接收单元201 ；将接收到的所有数据进行解码的数据解码器单元202 ；对解码后的所有数据进行存储的数据存储器单元203 ；生成调度控制信号的调度控制信号计算单元204 ；将所述调度控制信号进行编码的信号编码器205 ；及将编码后的调度控制信号传递给第一远程集中控制器1121、第二远程集中控制器1122的发送单元206。请参照图6，综合调度控制装置115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；综合调度控制装置115 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。
本发明冷电联合调度系统的调度方法包括以下步骤2研究步骤i.测量(1)测量供给侧热电联产机组发电出力PCHP(t)和冷出力HCHP(t)；(2)测量用户侧(i = 0 N)；a) 0 N个用户距机组的管道距离Si ；以Δ T为采样周期，采集0 T时间段内以下数据b)0 N个用户以前各时段的耗电量功率Pi (t)；c) 0 N个用户以前各时段的冷水消耗功率Hi (t)；d)0 N个用户以前各时段的制冷装置的装机容量只EHP.ii.计算 (1)计算所有用户总的用电量
权利要求
1.一种对用户制冷的机组联合调度系统，其特征在于，包括供给侧设备、检测及控制设备和多个用户侧设备；供给侧设备包括用于发电和提供热水的机组(A)以及热水出口处安装的集中式热吸收式制冷机，以使机组能够提供冷水；每个用户侧设备包括由上述机组发出的电力驱动的制冷装置(108)；风机盘管 (110)，由上述制冷机提供冷水制冷；非制冷耗电装置； 检测及控制设备包括远程集中控制器，采集一段时间内的以下数据所述机组的冷水出力量和发电出力电量；耗电总量；冷水的耗能量；每个用户与热源即上述机组之间的距离；综合调度控制装置(115)，根据上述距离，计算下一时段由于减少冷水供应导致的风机盘管中的冷水供应不足的量，该供应不足的量用所述制冷装置的制冷量来补充，即制冷装置耗电制冷；由此计算下一时段包括制冷装置在内的用电负荷耗电总量，对其求标准差，当该差最小时，达到了用电负荷的平准化，得到了机组的输出电能、冷出力能量控制信号及制冷装置用电量控制信号和制冷量信号；远程集中控制器根据机组的输出电能、冷出力能量控制信号，控制机组的冷出力量和发电出力电量；并根据制冷装置用电量控制信号和制冷量信号分别控制制冷装置制冷量和关闭风机盘管量。
2.根据权利要求1所述的联合调度系统，其特征在于所述机组为燃煤抽汽凝汽式机组。
3.根据权利要求1所述的联合调度系统，其特征在于所述制冷装置为空调器。
4.根据权利要求3所述的联合调度系统，其特征在于所述远程集中控制器包括第一远程控集中制器和第二远程控集中制器，第一远程集中控制器采集供给侧设备的信息，第二远程集中控制器采集用户侧设备的信息。
5.根据权利要求3所述的联合调度系统，其特征在于所述检测和控制设备还包括检测所述耗电装置耗电量的电表；控制所述制冷装置的制冷量的遥控开关(117)；用于检测所述风机盘管(110)冷水消耗的数据的消耗计量表(111)；控制风机盘管(110)的流水阀门遥控开关(116)；机组的控制执行装置(118)。
6.根据权利要求4所述的一种联合调度系统，其特征在于，所述综合调度控制装置 (115)包括接收用户非制冷耗电数据、用户冷水消耗数据、用户管道距离信息、燃煤抽汽凝汽式机组(A)的冷水水流流量、发电出力电量的第一数据接收单元(201)； 将接收到的所有数据进行解码的数据解码器单元(202)； 对解码后的所有数据进行存储的数据存储器单元(203)； 生成调度控制信号的调度控制信号计算单元(204)； 将所述调度控制信号进行编码的信号编码器O05)；及将编码后的调度控制信号传递给第一远程集中控制器(1121)、第二远程集中控制器 (1122)的发送单元(206)。
7.根据上述权利要求任一项所述的一种联合调度系统，其特征在于，所述机组的控制执行装置(118)包括调度控制信号收发编码存储器(30 、驱动电路(302)及机械齿轮控制装置(304)，所述调度控制信号经调度控制信号收发编码存储器解码以后生成机组调度控制指令，经过驱动电路输出的电力拖动信号触发机械齿轮控制装置，机械齿轮控制装置再控制机组的燃煤进料阀门动作、采暖蒸汽抽汽阀门动作及发电蒸汽流量阀门动作。
8.根据权利要求7所述的一种联合调度系统，其特征在于，综合调度控制装置(115)通过电力光纤(120)与云计算计算服务系统(917)连接，对采集的数据进行云计算。
9.根据权利要求8所述的一种联合调度系统，其特征在于，第二远程集中控制器包括依次连接的空调电表脉冲计数器、冷水流量脉冲计数器、编码存储器，及相互连接的控制信号接收解码器和遥控信号发生器。
10.一种根据权利要求3-9任一项所述的联合调度系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤i.测量(1)测量供给侧热电联产机组发电出力PCHp(t)和冷出力HCHP(t)；(2)测量用户侧(i=0 N)；a)0 N个用户距机组的管道距离Si；以Δ T为采样周期，采集0 T时间段内以下数据b)0 N个用户以前各时段的耗电量功率Pi(t)；c)0 N个用户以前各时段的冷水消耗功率Hi(t)；d)0 N个用户以前各时段的空调的装机容量只EHP . ·计算(2)根据⑴中计算出的各时段总用电量pSUffl(t)和步骤i中采集的Η^ρα^ρ,α)， 预测未来一段时间T 2Τ的电力负荷PlMd(t)，热电联产机组发电出力PCHP(t)和冷出力(3)用户分组计算每个用户到机组的等效距离
全文摘要
一种调节供电和冷水的冷电调度系统，包括热电联产机组、热水出口处安装的集中式热吸收式制冷机以输出冷水、空调器、电能表、风机盘管、冷水计量表及采集所述电能表检测的耗电数据及冷水计量表检测的冷水消耗数据的第一和二远程集中控制器、通过第一和第二程集中控制器控制所述热电联产机组、空调器及风机盘管运行的调度控制装置。本发明通过采集用户至机组的管道距离，利用该管道距离合理将热电联产机组的供电出力和冷水出力进行调度，使电力负荷平准化，达到了“削峰填谷”的效果，避免浪费燃料资源，同时使得调度更加的及时、准确。
文档编号H02J3/28GK102510077SQ20111032402
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