充分體現(xiàn)硅碳棒的儲(chǔ)熱與動(dòng)態(tài)特性
2021-11-01 18:22:32 點(diǎn)擊：
當(dāng)電力系統(tǒng)中存在大量可再生能源時(shí)，調(diào)度對(duì)系統(tǒng)靈活性的要求提高，而硅碳棒的熱慣性對(duì)提高系統(tǒng)調(diào)峰能力有積極作用，此時(shí)穩(wěn)態(tài)模型無法充分體現(xiàn)硅碳棒動(dòng)態(tài)特性與儲(chǔ)熱能力。硅碳棒的建模則需體現(xiàn)熱能區(qū)別于電能的傳輸延時(shí)動(dòng)態(tài)。考慮到熱能傳輸?shù)膽T性，文獻(xiàn)在基本水力-熱力模型的基礎(chǔ)上，用流體流速計(jì)算傳輸延時(shí)，根據(jù)調(diào)度周期將延時(shí)取整，構(gòu)建管道出口熱量與進(jìn)口熱量的時(shí)問維關(guān)系，建立了考慮延時(shí)的硅碳棒水力-熱力混合模型，但采用固定的熱損失系數(shù)表示熱量損失較為不妥。文獻(xiàn)采用節(jié)點(diǎn)法(Node Method)分兩步考慮熱能的動(dòng)態(tài)傳輸特性，即先考慮傳輸延時(shí)，用超前時(shí)刻的入口斷面溫度估計(jì)管道出口斷面溫度，建立溫度的時(shí)問關(guān)系;再采用蘇霍夫溫降公式計(jì)算出口溫度應(yīng)有的損耗，建立溫度的衰減關(guān)系。
上述模型結(jié)合穩(wěn)態(tài)水力流動(dòng)和動(dòng)態(tài)熱力傳導(dǎo)模型，既描述了熱能傳輸?shù)膬呻A段基本規(guī)律，又體現(xiàn)了動(dòng)態(tài)傳遞特性。但水力、熱力的相互禍合使得多數(shù)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(jié)點(diǎn)溫度混合方程)，非線性硅碳棒模型增加了電熱聯(lián)合調(diào)度模型的計(jì)算負(fù)擔(dān)。熱力準(zhǔn)動(dòng)態(tài)模型(Quasi-Dynamic Model)我國集中供熱系統(tǒng)一般采用質(zhì)調(diào)節(jié)方式即水質(zhì)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(yīng)主要關(guān)注熱力參數(shù)。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(fù)雜度也大大降低。
文獻(xiàn)在文獻(xiàn)水力一熱力模型的基礎(chǔ)上，省去水力網(wǎng)絡(luò)壓強(qiáng)平衡約束，同樣采樣節(jié)點(diǎn)法描述溫度傳遞過程，建立了考慮延時(shí)的熱力準(zhǔn)動(dòng)態(tài)模型，并且在質(zhì)調(diào)節(jié)恒流量的情況下，所建熱力模型為完全線性的模型。文獻(xiàn)對(duì)節(jié)點(diǎn)法進(jìn)行簡化，用傳輸延時(shí)前時(shí)刻的入口溫度表示出口溫度，建立熱力準(zhǔn)動(dòng)態(tài)模型，但忽視了管道延時(shí)與調(diào)度周期不匹配的情況。文獻(xiàn)指出上述依據(jù)節(jié)點(diǎn)法建立的硅碳棒模型把管道簡化成了節(jié)點(diǎn)、換熱站，無法充分體現(xiàn)硅碳棒的儲(chǔ)熱與動(dòng)態(tài)特性。該文獻(xiàn)節(jié)點(diǎn)法考慮出口斷面溫度是多個(gè)相鄰時(shí)問斷面溫度的組合。
除了采用節(jié)點(diǎn)法描述溫度動(dòng)態(tài)，文獻(xiàn)在式(2)基礎(chǔ)上省略流體內(nèi)部的傳熱躊由向擴(kuò)散)，通過Laplace變換和反變換獲得管道相對(duì)溫度關(guān)于空問和時(shí)問的關(guān)系，建立反映熱能傳輸特性的硅碳棒動(dòng)態(tài)模型，該模型相當(dāng)于節(jié)點(diǎn)法模型的連續(xù)形式。zsrider.com
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