垃圾发电厂抑制多能源系统中可再生能源发电波动方法与流程

本技术涉及电力系统领域，具体涉及一种垃圾发电厂抑制多能源系统中可再生能源发电波动方法。

背景技术：

随着城市污染严重和火电能源逐渐枯竭，使可再生能源并网的比例越来越大，多能源系统对可再生能源供能的要求越来越高。但可再生能源发电出力波动大，不符合电网的电负荷需求，为解决上述问题，发明了一种垃圾发电厂抑制多能源系统中可再生能源发电波动方法。

技术实现要素：

为解决上述背景技术所存在的缺陷以及所导致的安全隐患问题，本发明针对现有电网存在的问题，利用垃圾发电厂垃圾的输入输出特性，填补可再生能源的出力不足，设置有电锅炉可以对可再生能源的出力过剩进行储能，既实现了经济性又实现削峰，有效保证电网的稳定运行。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种垃圾发电厂抑制多能源系统中可再生能源发电波动方法，包括如下步骤：

步骤1：计算可再生能源的实际出力，所述可再生能源的实际出力包括风电场的实际输出功率和光伏发电厂的实际输出功率，具体计算如下：

步骤1.1：在考虑空气密度、风速影响因素下，利用公式(1)计算出第k台风机在t时段吸收的机械功率pmech,k,t，然后利用公式(2)计算出在t时段风电场的实际输出功率pwi,t：

pwi,t＝n·pwind,k,t＝n·ηwind·pmech,k,t(2)

其中，ρ为空气密度，cp,k为第k台风机的风能利用系数，sk为第k台风机转子扫掠过得面积，为通过第k台风机的风速，n为风机的台数，且满足k＝1,2,…,n，pwind,k,t为第k台风机在t时段的电功率，ηwind为风机的机组效率；

步骤1.2：在考虑温度、光照强度及电池温度影响因素下，利用公式(3)计算出在t时段的光伏发电厂的实际输出功率ppe,t：

其中，u为光伏电池组数，ppv,j,t为第j组光伏电池在t时段的发电功率，为第j组光伏电池在温度为25℃、光照强度在1000lx环境下的发电功率，lac,j,t为第j组光伏电池在t时段的光照强度，kt为温度对应功率系数，tc,j,t为在t时段光伏电池温度，tr为电池板刚开始发电的温度，即参考温度，lstc取1000w/m²；

步骤2：结合步骤1.1和步骤1.2，利用公式(4)计算出可再生能源的实际出力pres,t：

pres,t＝pwi,t+ppe,t(4)

步骤3：利用公式(5)计算出t时段内电网的电负荷需求功率pneed,t：

其中，ptar,t为t时段内消纳任务中要求的目标输出功率，pbase,t为t时段内聚合负荷群的负荷基线，n(a^t)为t时段内电网负荷群中负荷个体总数，pwh(α)为电厂中机组α的额定功率；

步骤4：通过对比电网需求功率pneed,t与可再生能源实际出力pres,t的大小，抑制多能源系统中可再生能源发电波动情况。

所述的步骤4通过对比电网需求功率pneed,t与可再生能源实际出力pres,t的大小，抑制多能源系统中可再生能源发电波动情况，具体表述为：

步骤4.1：利用公式(6)计算出电网负荷与可再生能源出力的差值pld：

pld＝pneed,t-pres,t(6)

其中，pld为电网负荷与可再生能源出力的差值；

步骤4.2：当pneed,t>pres,t时，pld>0，垃圾发电厂应根据所需负荷功率出力，引入公式(7)计算垃圾发电厂的发电功率pdt，为抑制多能源系统中可再生能源发电波动情况，应满足pdt＝pld，

pdt＝vrηdtrcv(7)

其中，pdt为垃圾发电厂的发电功率，ηdt为发电效率，vr为垃圾的体积，rcv为垃圾热值；

步骤4.3：当pneed,t<pres,t时，pld<0，垃圾发电厂需通过电锅炉进行电储热，引入公式(8)计算电锅炉的用电功率peb，为抑制多能源系统中可再生能源发电波动情况，应满足peb＝|pld|，

peb＝qeb/ηah(8)

其中，qeb为垃圾发电厂的制热功率，peb为电锅炉的用电功率，ηah为电锅炉电热转换效率。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明可以更好的消纳可再生能源的出力过剩，同时利用垃圾发电既可以补充可再生能源出力不足，有可以实现生态修复。

附图说明

图1所示为垃圾发电厂抑制多能源系统中可再生能源发电波动方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的描述，以使本发明的技术特征和优点更为明显。

如图1所示，一种垃圾发电厂抑制多能源系统中可再生能源发电波动方法，包括如下步骤：

本实施例中具体实验数据为：某地区6月份根据电网功率预测在12时要求的目标输出功率为10110mw，电厂中机组的额定功率为20mw，12时的负荷群的负荷基线为50mw，12时电网负荷群的负荷个体总数为500，在2时功率过剩，风电场有风机30台，在12时风速为4.5m/s，在2时风速为6.3m/s，空气密度为15.19kg/m3，风能利用系数为0.58，风机叶片长为60m，风机的机组效率为80％，光伏电池的组数为80组，在12时的电功率为70kw，光照强度为6000w/m²，功率温度系数为-0.3％/℃，光伏电池温度为50℃，参考温度为25℃，标准测试环境下的光照强度取1000w/m²，垃圾发电厂现有废弃物重量为600吨，垃圾的平均热值为6.72×10⁶j/kg，垃圾发电厂的效率为13.78％，电锅炉的用电功率为1mw，电锅炉的电热转化效率为95％。

步骤1：计算可再生能源的实际出力，所述可再生能源的实际出力包括风电场的实际输出功率和光伏发电厂的实际输出功率，具体计算如下：

步骤1.1：在考虑空气密度、风速影响因素下，利用公式(1)计算出第k台风机在12时吸收的机械功率pmech,k,t＝12，然后利用公式(2)计算出在12时风电场的实际输出功率pwi,t＝12：

pwi,t＝12＝n·pwind,k,t＝n·ηwind·pmech,k,t＝108mw(2)

其中，ρ为空气密度，cp,k为第k台风机的风能利用系数，sk为第k台风机转子扫掠过得面积，为通过第k台风机的风速，n为风机的台数，且满足k＝1,2,…,n，pwind,k,t为第k台风机在t时段的电功率，ηwind为风机的机组效率；

步骤1.2：在考虑温度、光照强度及电池温度影响因素下，利用公式(3)计算出在12时光伏发电厂的实际输出功率ppe,t：

其中，u为光伏电池组数，ppv,j,t为第j组光伏电池在t时段的发电功率，为第j组光伏电池在温度为25℃、光照强度在1000lx环境下的发电功率，lac,j,t为第j组光伏电池在t时段的光照强度，kt为温度对应功率系数，tc,j,t为在t时段光伏电池温度，tr为电池板刚开始发电的温度，即参考温度，lstc取1000w/m²；

步骤2：结合步骤1.1和步骤1.2，利用公式(4)计算出可再生能源的实际出力pres,t＝12：

pres,t＝12＝pwi,t+ppe,t＝139.1mw(4)

步骤3：利用公式(5)计算出t时段内电网的电负荷需求功率pneed,t：

其中，ptar,t为t时段内消纳任务中要求的目标输出功率，pbase,t为t时段内聚合负荷群的负荷基线，n(a^t)为t时段内电网负荷群中负荷个体总数，pwh(α)为电厂中机组α的额定功率；

步骤4：通过对比电网需求功率pneed,t与可再生能源实际出力pres,t的大小，抑制多能源系统中可再生能源发电波动情况，具体步骤如下：

步骤4.1：利用公式(6)计算出电网负荷与可再生能源出力的差值pld：

pld＝pneed,t＝12-pres,t＝12＝139.1-160＝-20.1mw(6)

其中，pld为电网负荷与可再生能源出力的差值；

当pneed,t<pres,t时，pld<0，执行步骤4.3计算；

步骤4.2：当pneed,t>pres,t时，pld>0，垃圾发电厂应根据所需负荷功率出力，引入公式(7)计算垃圾发电厂的发电功率pdt，为抑制多能源系统中可再生能源发电波动情况，应满足pdt＝pld，

pdt＝vrηdtrcv(7)

其中，pdt为垃圾发电厂的发电功率，ηdt为发电效率，vr为垃圾的体积，rcv为垃圾热值；

步骤4.3：当pneed,t<pres,t时，pld<0，垃圾发电厂需通过电锅炉进行电储热，引入公式(8)计算电锅炉的用电功率peb，为抑制多能源系统中可再生能源发电波动情况，应满足peb＝|pld|，

peb＝qeb/ηah(8)

其中，qeb为垃圾发电厂的制热功率，peb为电锅炉的用电功率，ηah为电锅炉电热转换效率。

通过公式(8)可以计算出qeb＝0.95mw，即在12时可以使用电锅炉进行电储热，其制热功率为0.95mw。