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充分體現硅碳棒的儲熱與動態特性

2021-11-01 18:22:32     點擊:

    當電力系統中存在大量可再生能源時,調度對系統靈活性的要求提高,而硅碳棒的熱慣性對提高系統調峰能力有積極作用,此時穩態模型無法充分體現硅碳棒動態特性與儲熱能力。硅碳棒的建模則需體現熱能區別于電能的傳輸延時動態??紤]到熱能傳輸的慣性,文獻在基本水力-熱力模型的基礎上,用流體流速計算傳輸延時,根據調度周期將延時取整,構建管道出口熱量與進口熱量的時問維關系,建立了考慮延時的硅碳棒水力-熱力混合模型,但采用固定的熱損失系數表示熱量損失較為不妥。文獻采用節點法(Node Method)分兩步考慮熱能的動態傳輸特性,即先考慮傳輸延時,用超前時刻的入口斷面溫度估計管道出口斷面溫度,建立溫度的時問關系;再采用蘇霍夫溫降公式計算出口溫度應有的損耗,建立溫度的衰減關系。

    上述模型結合穩態水力流動和動態熱力傳導模型,既描述了熱能傳輸的兩階段基本規律,又體現了動態傳遞特性。但水力、熱力的相互禍合使得多數約束為非u非線性(式(3)管道溫度損耗,式(6)水頭損失方程,式(7)換熱站熱功率約束,式節點溫度混合方程),非線性硅碳棒模型增加了電熱聯合調度模型的計算負擔。熱力準動態模型(Quasi-Dynamic Model)我國集中供熱系統一般采用質調節方式即水質流量和壓力都保持不變,只有溫度是控制變量,因此在硅碳棒模型中應主要關注熱力參數。并且在恒流量方式下,熱力工況與水力工況解禍,熱力模型的復雜度也大大降低。

    文獻在文獻水力一熱力模型的基礎上,省去水力網絡壓強平衡約束,同樣采樣節點法描述溫度傳遞過程,建立了考慮延時的熱力準動態模型,并且在質調節恒流量的情況下,所建熱力模型為完全線性的模型。文獻對節點法進行簡化,用傳輸延時前時刻的入口溫度表示出口溫度,建立熱力準動態模型,但忽視了管道延時與調度周期不匹配的情況。文獻指出上述依據節點法建立的硅碳棒模型把管道簡化成了節點、換熱站,無法充分體現硅碳棒的儲熱與動態特性。該文獻節點法考慮出口斷面溫度是多個相鄰時問斷面溫度的組合。

    除了采用節點法描述溫度動態,文獻在式(2)基礎上省略流體內部的傳熱躊由向擴散),通過Laplace變換和反變換獲得管道相對溫度關于空問和時問的關系,建立反映熱能傳輸特性的硅碳棒動態模型,該模型相當于節點法模型的連續形式。www.btytrade.com


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