摘要：根据某地区追求碳的零排放，在风光资源基本能满足当地用电需求的条件下，将含蓄热式电锅炉和风光电场组成一个发电利益集合体，并考虑蓄热式电锅炉的运行机理。在满足当地供热负荷和提升可再生能源消纳的同时，通过调节蓄热装置和电锅炉的出力，从而最大化发电利益集合体的收益。考虑风光发电效益、供热效益、环境效益与相关约束，以及电锅炉供热特性和储热装置的运行约束，建立相应的日前调度模型。通过算例可以得出，蓄热式电锅炉与风光互补系统联合优化所获得的收益高于电锅炉和风光互补系统单独运行获得的总收益，并且还能提高风电的消纳能力。
关键词：风光互补；蓄热式电锅炉；发电利益集合体；效益
一、引言
社会在发展，科技在进步，人们的生活也逐渐达到小康，但随之而来，又出现很多的问题，即人类社会和能源之间的矛盾，能源的浪费，能源的过度消耗，能源的利用率过低等等都是现如今社会发展的诟病。放眼未来，能源的开采主要来自可在生能源，从长远来看，可再生能源才是维持人类生存可长久依赖的来源，其中风能和光伏是现在利用最多的两种[1,2]。目。随着现代应用技术和控制技术的的发展，风能和太阳能的利用在技术上实现了全面的突破和进展[4]。同时利用风光互补这一特性将风能、太阳能综合利用，充分利用风能和太阳能因昼夜时间段内产生的互补性，建立起一个风能和太阳能相互补充，经济高效的新能源系统；另外，蓄热电锅炉供热系统由于其自身的功率调节灵活便捷、蓄热技术能够减少运行成本、基本无污染以及构造简单，能够节约基础建设投资和安装的费用等显著的特性得到了广泛的应用[3]。当前，我国北方大部分城市在冬季进行采暖的过程中都存在不同程度供热过剩现象，而通过利用蓄热电锅炉技术，系统能够结合负载预测来对设置不同的供水温度，通过设置时间以及温度系统来进行自我调节[5]。
现阶段，提高风光的消纳能力至关重要，当然，风光正处于热门时期，很多学者也做出了研究。例如文献[6]从电源侧出发，对传统火电机组改造，尽可能的多使用开再生能源，从电源侧提高风电消纳的能力，并对电源侧各电源模型进行基础性建模，最后，利用实例进行验证，结果显示完全符合该论文所提出的观点。文献[7]通过分析几种可再生能源，主要是对风、光、水之前的协调配合，建立联合系统经济模型，给出了新型的经济评价指标，结果也用算例进行证明，说明了所提理论的正确性及实用性。文献[8]主要对所建立系统的主要设备进行分析，考虑成本和效益，并对环境的影响进行分析，建立环境影响模型，并利用真实数据进行分析和说明。
二、蓄热式电锅炉与风光互补联合系统简介
本文主要的研究对象包括光伏、风电场、蓄热式电锅炉，储能装置。
（一）下面对蓄热电锅炉进行简单的介绍，该类型的电锅炉有两个部分组成，储热装置和电锅炉。电锅炉和用户之间形成一条闭合回路，它们通过管道、水泵、阀门联系到一起。当储热装置进行储热时，首先把凉水注入到电锅炉中，同时关闭循环管道网络，给电锅炉通电，冷水温度升到到达要求后，让水流入储热装置即可。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当对用户进行供热时，切断电锅炉电源，同行切断凉水注入电锅炉，打开循环网络的开关，即可为用户提供热量。
（二）风力发电和光伏发电有很好的互补性，一般情况，在夜晚风力较大，而在白天，太阳光比较强，所以他们之间有很好的互补性，可以把它们两者结合起来，配合储电、储热，使效果达到最优，当风光资源互补之后，有较多的剩余，我们可以把一部分电量储存到储电装置中，另一部分电量供给电锅炉进行供热，如果电量仍然充足，此时就可以利用电锅炉的蓄热功能，把热量储存起来，以备电量不足时使用。所以现在看来，储电和储热也有互补性，有了这些装置，使系统的整体灵活性大大提高，而且，对调峰能力也有很强的效果。这样也能在满足用户用电、用热需求的前提下，使系统的利益化达到最大。
三、系统联合优化建模介绍
本文要建立的风光互补电场与蓄热式电锅炉锅炉联合优化模型，该模型使该系统的整体效益达到最高，即总收入的与消耗的差值，消耗的即为成本，其中运行维护总成本主要考虑对风机、光伏电池板、储电装置、电锅炉故障的维修和更换，加入储电装置是由于风能和太阳能的随机性和间接性，为保证风光互补发电系统输出电能的稳定性和可靠性，而储能设备的成本主要考虑投入成本和维护成本；另外，传统系统会排出污染物，而此系统并没有，所以把此部分可以折合成效益算到模型里面。所以总体来说，总收益是供电、供热收益、环境效益之和与成本的差值。
四、结论
本文通过研究风光出力特性，通过配置储热装置以及协调储热和电锅炉的出力，提出了提高可再生能源的消纳和社会整体的经济效益的优化配置方法。该策略以风光电场和蓄热式电锅炉为优化主体，提出了两者联合调度的运行模式，建立了相应的优化模型。在充分考虑风电出力的随机性的同时，最大化整体的收益。
参考文献
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作者简介：赵阳（1992—），男，河南南阳人，沈阳工业大学工学院2016级电气专业硕士研究生，研究方向：电力系统。
论文作者:赵阳 张铁岩
论文发表刊物:《知识-力量》2019年7月下
论文发表时间:2019/4/22
标签：电锅炉论文; 蓄热论文; 风光论文; 系统论文; 装置论文; 风能论文; 效益论文; 《知识-力量》2019年7月下论文;