0 引 言

供热机组“以热定电”的运行要求大大限制了供热机组出力的调节范围，造成了低谷时段调峰能力不足，这也成为风电等清洁能源消纳的重要限制因素[1-2]。在供热环节增加电锅炉等电热设备作为热源补充，能大大提升供热机组的运行灵活性，已成为当前解决由于供热机组比例较高，导致调峰能力不足的有效途径。

在上述背景下，研究供热机组与电锅炉的协调运行控制方法，对于提升供热机组和电锅炉的运行效率具有非常重要的作用。文献[3]根据供热机组的热电特性，提出了热电负荷最佳分配方法，在保证满足供热要求的前提下提升电力调节能力。文献[4]提出了计及杂散损耗的供热机组能量平衡模型修正方法，以解决供热机组热电特性协调建模问题。文献[5-6]提出了考虑供热机组运行特性的清洁能源消纳能力的评估方法，基于该方法能够测算出不同的热负荷和电负荷需求下调峰能力变化情况。文献[7-8]重点研究了含热电联产和电锅炉的调度运行方法，重点解决凸运行特性下的供热机组优化运行问题。

供热机组、电锅炉运行要求建模是解决供热机组和电锅炉协调运行控制的核心问题。为此，本文首先深入分析了供热机组和电锅炉的运行特性，提出了其协调控制优化的约束要求；进一步结合供热系统和供电系统运行要求，提出了考虑供热机组与电锅炉互动的热电协调优化调度方法；最后基于IEEE-30节点系统构造算例，验证了本文所提出方法的有效性。

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1 供热机组与电锅炉运行控制要求

1.1 供热机组运行控制要求

供热机组，也称为热电联产机组，是在同一发电机组内同时完成发电与供热两种能源形式供应的发电设备。按照当前我国供热机组的调度运行要求，供热机组在供热和发电上按照“以热定电”的方式进行电力调度。供热机组在协调优化中不仅需要考虑其与常规机组相同的电力运行要求，还需要考虑其供热特性要求，主要包括热电耦合约束和成本特性两个方面。

2)成本特性

式中：NT为划分的时段数;ΔT为时段间隔;为纯发电机组的煤耗系数;为供热机组的煤耗系数。式(5)所示为采用离散变量形式表示的煤耗最小优化目标形式。

对于供热机组在不同供热量下出力调节范围不同，当以供热量作为横坐标，发电量作为纵坐标绘制其供热-发电特性曲线时，所得的供热-发电运行区域存在两种情况[9-10]425，分别为凸运行特性情况(如图1所示)和非凸运行特性情况(如图2所示)。凸运行特性下供热机组的运行特性可表示为：

(1)

式中：设第i台供热机组的运行凸多边形区域共有Mi个顶点;为第k个顶点的横坐标，也即其供热功率;为第个顶点的纵坐标，也即其发电功率；为时刻t第i台供热机组的供热功率;为该时刻的发电功率；为顶点系数组合。

在幼儿教学阶段，培养幼儿良好的阅读习惯对于促进幼儿全面发展，陶冶幼儿情操来讲具有重要的意义，因此，教师可以积极运用以上有效策略，提高幼儿园阅读教学质量，进而有效培养幼儿良好阅读习惯。

电网运行约束是指电网运行所必须满足的运行约束条件，包括电力电量平衡约束、断面潮流约束，可表示如下：

非凸特性下供热机组的运行特性可表示为：

1)电网运行约束

(2)

式中:In为引入的状态变量，对应于为将整个区域分解为Ni个凸多边形运行区域的从属状态。可以证明所有非凸多边形运行区域均可以分解为有限个凸多边形运行区域[10] 425-426。设运行区域共有顶点Mi,I1个，顶点的供热、发电可表示为为各顶点系数组合。

图1 运行区域为凸多边形时的示意图

图2 运行区域为非凸多边形时的示意图

供热机组做功包括供热和发电两个方面用途，当用煤耗量表示其运行成本时，必须通过考虑两个方面影响[11]。因此在时刻t当第i台供热机组供热、发电为时，其煤耗可表示为：

1)热电耦合约束

式(3)和式(4)中k为采样点序号;t为采样周期;f为传感器中心频率;τ为回波信号到达时间;A0为信号最大幅值;m和T两个参数与换能器性质有关;u(kt-τ)为单位阶跃函数。由式(3)和式(4)可以的出结论,回波信号y(kt)是关于x=[A0,τ,f,m,T]为自变量的函数。利用人工鱼群算法[11-12]得到的拟合回波信号y(kt)如图2(a),可以发现黑色虚线部分基本吻合实际回波信号。只改变参数m,T,模拟实际情况下工况发生变化如图2(b),发现黑色虚线框部分发生改变,即工况改变会影响回波信号的波形,会影响双阈值法的测量结果。

实际上，绝大部分供热机组的运行区域都为凸多边形区域，极少量供热机组运行区域为非凸多边形时，也可以采用式(4)所示的方法将其转化为凸多边形形式表示。因此为了简化模型表示形式，本文假定所研究对象均为凸多边形运行区域的供热机组。

(3)

式中:为供热成本函数的二次项系数;为供热成本函数的一次项系数;为供热成本函数的常数项;为发电成本函数的二次项系数;为发电成本函数的一次项系数;为发电成本函数的常数项。以上六个系数均为已知常数，且满足

1.2 电锅炉运行控制要求

所谓电锅炉，是指将电能转化为热能的设备，常见的电暖气、电热器等设备均可视为电锅炉，则其运行控制需要满足：

(4)

式中：为第i台电锅炉的转化效率;为在时刻t其消耗电能;为产生热能;为电锅炉的运行成本;为电锅炉电能价格系数;ΔT为运行时段所划分的时间间隔;NT为划分的时段数。

2 热电协调优化建模与求解

2.1 协调优化目标

协调优化目标可选为煤耗最低、运行成本最低等多个类型。结合本文研究需要，不影响整体分析，在本文中选择煤耗最小作为协调优化目标，并在目标中同时考虑纯发电机组、供热机组两种类型电源。则上述目标可表示为：

min

(5)

缺点：①由于计算量很大，ACC控制盘核心CPU要求较高，必须选择大型PLC（如三菱Q系列、西门子S7-400系列等）。②PLC作为一个控制装置，在逻辑控制方面较有优势，但是在数据运算中功能没有DCS强大；运算部分的个别功能，需要设计专门的逻辑功能块来实现［4］。③人机界面增多，在中央控制室高度集中的情况下不便布置，不够简洁，影响集控室的美观度。

2.2 协调优化约束

所需要考虑的协调优化约束项包括电网运行约束、供热端运行约束、供热机组运行约束、常规机组运行约束四类。电锅炉视为普通用电器，这里不对其特性单独建模。

社会的不断发展，新媒体技术已经渗透到各个行业，在激烈的竞争中脱颖而出，改变了人们的审美以及思维方式，传统的电视节目更加注重真实性，随着人们审美水平的提高，人们对电视节目的要求也在逐渐增加，传统的节目效果已经不能满足大众的需求，十分容易使人产生审美疲劳。因此，在电视行发展过程中，应该加强后制作。通常来说，后期制作的作用主要包括：（1）后期制作能够及时剔除节目中一些不恰当的言论，避免产生错误的舆论引导；同时，后期制作还能删除一些多余的镜头，保留一些恰当的镜头。（2）后期制作可以对节目进行适当包装、美化，提高电视节目的观赏性，保证良好的收视率。

完成本模块学习后，学生应能够从结构与功能相适应这一视角，解释细胞由多种多样的分子组成，这些分子是细胞执行各项生命活动的物质基础（生命观念、科学思维）。

人工授精是提高母牛的繁殖水平的关键，人工授精需要做到适时全配、全准和繁殖大量健壮的小牛，这是发展养牛生产的关键。母牛人工授精技术发展于20世纪70年代，该技术的出现极大提高了养殖户的养殖效率。该项技术广泛应用于黄牛、奶牛等品种的改良中，并且收获了良好的效果。

(6)

式中:为供热机组的计划出力;为纯发电机组的计划出力;为风电机组计划出力；NC为供热机组台数;Nd为纯发电机组台数;Nw为风电机组台数;NB为系统节点数;为系统节点i在时刻t的负荷预测；B为系统节点导纳矩阵的虚部，为NB-1阶矩阵；P为节点注入有功功率列向量;θ为节点电压相角列向量，均为NB-1维列向量；为线路i在时刻t的潮流;为线路潮流上限;为线路潮流下限。

2)供热端运行约束

供热机组运行约束为在满足“以热定电”要求下的供热机组运行约束，如式(1)～式(2)所示。此外还需要满足供热量恒定的要求，可表示如下：

(7)

式中：为用户j在时刻t的供热需求;为向其供热的供热机组i在时刻t的供热量;为安装在用户j的电锅炉i在时刻t的发热量。

2)利用武汉市543路公交车GPS数据、IC卡数据以及543线路的各站点信息试算得到2个公交乘客下车站点识别模型的识别率分别是：基于出行链识别为70%左右，基于乘客出行连续性识别为50%左右，所以选取前者为下车站点识别模型. 该模型不仅可以识别出行连续的刷卡记录还可以识别出行不连续(出行链断裂)的刷卡记录. 针对出行链断裂的刷卡记录，通过将这类乘客细分为2类，采用不同的概率计算方法得到下车站点概率继而确定下车站点.

3)常规机组运行约束

常规机组运行约束是指对纯发电机组和风电机组出力运行特性的约束项，包括出力上下限和爬坡速率约束，可表示为：

(8)

式中：为纯发电机组的出力上限;为纯发电机组的出力下限；为纯发电机组爬坡能力上限;为纯发电机组爬坡能力下限；为风电i在时刻t的出力上限，即为其功率预测结果。

冬小麦田杂草有冬前、早春两个萌发高峰。一般小麦播种后6-10天禾本科杂草即开始出苗，土壤湿度正常的年份，禾本科杂草冬前出土率可达80%-90%，部分年份达95%以上。严重的草害（俗称“恶草田”）通常来自冬前发生的杂草，一般冬前的杂草密度大，单株生长量大，竞争力强，危害重，是防除的重点。

3 算例分析

3.1 基础数据

本文将在IEEE-30节点系统基础上构造算例，以验证本文所提出方法的有效性。

图3 IEEE-30节点系统

IEEE-30节点系统网络接线图如图3所示。

在此基础上，本文在该算例中设定6台机组类型包括：2台纯发电机组、2台供热机组和2个风电场。6个电源的基本参数如表1所示。2个风电场预测出力曲线如图4所示，可以看出两处风电场的逆调峰现象显著，该特性与实际风电运行特性相符，也是造成电网调峰压力的主要因素。供热机组的运行特性曲线均为凸多边形运行区域，相应节点坐标标注方式见图1。其中节点8的供热机组有4个顶点，坐标分别为：(0,75)、(50,80)、(0,150)、(60,120)；节点11的供热机组有4个顶点，坐标分别为：(0,100)、(70,120)、(0,200)、(80,160)。

表1 机组参数

节点类型额定容量/MW最小技术出力/MW爬坡速率MW/15min1纯发电200100152纯发电200100155风电---8供热150--11供热200--13风电---

图4 风电预测出力曲线

3.2 算例分析

规定节点8和节点11的供热机组均须要在夜间低谷时段(00∶00-07∶00)向用户供热，节点8供热机组对应供热用户供热需求量为50 MW，节点11供热机组对应供热用户供热需求量为40 MW。考虑两种情况下的运行情况：①供热用户不增加电锅炉设备，按照“以热定电”的供热机组运行原则，在保证50 MW的供热量前提下，相应的弃风功率曲线如图5所示；②供热用户增加电锅炉设备，在供热用户处增加电锅炉设备，并规定与节点8和节点11供热机组对应的供热用户处增加电锅炉功率上限均为30 MW。据此进行系统优化分析，弃风功率曲线如图6所示。从弃风电量角度对比上述两种情况运行效率，可以发现当不增加电锅炉时，系统弃风电量达到284.1 Mw·h，而增加两处电锅炉后，弃风电量仅为17.8 Mw·h。

图5 情况一弃风功率曲线

图6 情况二弃风功率曲线

4 结束语

本文提出了考虑供热机组与电锅炉互动的热电协调优化调度方法。算例表明：在保证“以热定电”的基本前提下，通过增加电锅炉设备能大大提升供热机组的运行灵活性，同时为弃风电量消纳创造空间，提升风电消纳能力。

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