基于云平台的蓄热式电锅炉远程测控系统设计

在我国广泛分布着无法集中供暖的地区。这些地区的居民往往需要自行取暖。这种分散的取暖方式难以统一管理、集中监测,存在安全隐患,造成资源浪费。针对此问题,设计了一种可远程测控的蓄热式电锅炉供暖管理系统。该系统基于云平台技术,以可编程逻辑控制器(PLC)作为电锅炉的控制部分,通过Modbus通信协议,实现了对电锅炉设备的运行控制、状态监测以及故障报警。该系统具有手动控制、自动控制以及远程控制三种控制方式,可监控温度、电压等多种状态信息,具备网页可视化监测、故障微信推送等功能。测试结果表明,该系统控制反应灵敏、数据采集准确、报警推送及时、人机交互界面良好,改进了现有电锅炉的控制监测方式,对于电锅炉的进一步推广使用具有重要意义。

固体蓄热式电锅炉放热特性优化研究

为提升固体蓄热式电锅炉机组整体效率及系统安全性,对其放热特性进行研究。通过数值模拟锅炉内部布风及换热器结构,并分析实验测试结果,采用蓄热体迎风面设置导流装置和改变换热器管排结构的优化方法,改善锅炉放热不均匀的问题,提升翅片管式换热器的换热效率。优化结果表明:通过设置导流装置可使迎风截面的流速分布均匀性指数提升13.58%;通过优化换热器的管排结构,可使换热器风侧温降均匀性提高49.779%。

考虑传热不一致性的蓄热式电锅炉负荷建模

蓄热式电锅炉是参与电网调节的优质可控负荷,但由于其传热过程存在不一致性,现有模型误差较大,不能精确评估电锅炉负荷的调节能力。针对上述问题,基于热平衡原理,提出了考虑传热不一致的固体蓄热式电锅炉负荷模型。首先,分析了固体蓄热式电锅炉的典型结构、工作模式和热平衡关系;其次,基于热平衡原理建立蓄热式电锅炉负荷模型,并分析传热不一致性带来的影响;最后,考虑传热不一致性,引入一致性系数对所提模型进行修正,并利用最小二乘法进行参数优化。仿真对比结果表明,所提蓄热式电锅炉负荷模型的炉温误差和升、降温时长误差明显低于热平衡模型和ANSYS仿真模型,可为准确评估电锅炉负荷的调节能力提供技术支撑。

考虑风电消纳的风电-电储能-蓄热式电锅炉联合系统能量优化

为解耦传统的"以热定电"约束,提高风电消纳能力,针对一种风电-电储能-蓄热式电锅炉的联合系统,充分地考虑了电储能装置对功率和能量的时间迁移能力以及电、热系统互补的物理特性。分别研究火电机组、热电联产机组、电储能系统和蓄热式电锅炉的数学模型,引入弃风成本参数,建立以实现最低运行成本为目标的综合调度方法。结合能量平衡约束、常规机组运行约束、电储能约束以及蓄热式电锅炉运行约束,通过粒子群算法实现能量调度最优解的求取。搭建了基于Matlab/Simulink的仿真实验模型,对系统在传统的热电联产、热电机组融合蓄热式电锅炉和风电-电储能-蓄热式电锅炉联合运行3种不同调度方式下对风电消纳效果进行对比,验证了能量优化方法的有效性。

太阳能热泵-蓄热电锅炉弃风消纳策略仿真

随着清洁能源政策的不断完善,风能和太阳能资源得到了充分的利用,但是风电的“昼低夜高”反调峰特性会导致风电消纳能力受限。为了更大限度且更加灵活地消纳弃风电量,文章设计了以蓄热式电锅炉储热为主导,直接供电模式下的太阳能热泵-弃风蓄热供暖系统。同时,为兼顾系统运行成本和弃风消纳电量,建立了系统的优化调度数学模型,综合考虑弃风量、电锅炉功率、热功率及蓄热量等约束条件,采用NSGAII多目标优化算法对模型进行求解,从而获得蓄热电锅炉运行功率的优化调度方案。研究结果表明,优化调度方案可在保证系统经济运行下合理调度蓄热电锅炉的运行功率,与优化调度前相比,优化后的系统能够多消纳弃风电功率3261 kW,弃风消纳率可达26%。

基于风电-蓄热式电锅炉联合供暖的风电消纳多目标双层优化调度

为解决中国"三北"地区供热期间"风热冲突"问题,在风电消纳困难的电网末端加装蓄热式电锅炉,利用弃风电量进行供热以促进风电就地消纳。该文以弃风消纳最大和运行成本最小为目标建立基于风电-蓄热式电锅炉联合供暖的风电消纳多目标优化模型,提出双层优化求解的思想,并采用改进型多目标粒子群优化算法进行求解,对生成的Pareto解集使用模糊隶属度法进行筛选。基于中国吉林省某示范工程的实际数据的仿真结果验证了该方法能够有效降低运行成本,提高风电消纳水平。

基于大规模储能融合蓄热式电锅炉的风电消纳多目标优化控制

我国"三北"地区存在源荷供需矛盾凸出、电网灵活性差的问题。风电场弃风现象严重问题的一个重要原因是热电机组在冬季以"以热定电"的方式运行,导致其调峰能力下降。利用蓄热式电锅炉供热,将电能转化为热能,能够提高风电就地消纳的能力。但采用电极加热的蓄热式电锅炉,其功率调节受电极机械部件限制,频繁调节将严重影响蓄热式电锅炉的使用寿命。将具有快速、灵活功率调节能力的电化学储能引入蓄热式电锅炉消纳风电的系统中,以风电消纳最大和蓄热式电锅炉电极调节次数最小为目标,提出了一种基于储能融合蓄热式电锅炉的风电消纳多目标优化控制方法。仿真结果表明:所提方法能够兼顾蓄热式电锅炉系统的弃风消纳与锅炉电极的调节次数,有效地解决了蓄热式电锅炉功率调节能力与风功率变化不匹配的问题。

基于蓄热式电锅炉电-热时移特性的弃风消纳方案经济性分析

针对我国“三北”地区冬季供暖期弃风量巨大的问题,本文在分析蓄热式电锅炉电-热时移特性的基础上,考虑供暖期风电弃风特性及其与负荷的相关性,以及供热面积、弃风电量和供热电价等因素,提出了基于蓄热式电锅炉和蓄热式电锅炉-热电联产的2种风电供热组合方案;从用户侧角度,建立了考虑社会综合收益的弃风消纳组合供热方案模型。计算结果表明,本文方案能够在低谷时段消纳更多弃风,随着风电供热成本的降低,本文2种方案的经济性均优于常规供热方案,而低谷电价降低程度的不同会改变本文方案的择优采用结果。

蓄热式电热锅炉控制系统设计

介绍了蓄热式电热锅炉工作原理及单片机控制系统的结构组成、控制功能和特点 ,设计了系统的控制软件 ,使用蓄热式电热锅炉 ,既充分合理利用了能源 ,降低了用户运行费用 ,又为电网提供了一种调荷避峰的好方式。

固体蓄热式电锅炉在青岛某办公建筑空调系统中的应用

介绍了固体蓄热式电锅炉,结合山东(青岛)国际航运中心项目,对固体蓄热式电锅炉和高效燃气真空热水锅炉2种空调系统的热源方案从经济性和节能性方面作了对比分析。结果表明,固体蓄热式电锅炉的运行费用远低于高效燃气真空热水锅炉,在整个寿命周期内,固体蓄热式电锅炉节省了大量运行费用,经济性优势明显。同时,由于固体蓄热式电锅炉使用低谷电能,对电网有削峰填谷的作用,提高了电网运行效率和稳定性,能有效降低电网的损耗,达到节能减排的目的。

蓄热式电锅炉供暖工程设计介绍

该工程采用直热式和蓄热式电热锅炉联合供暖方式 ,介绍了方案选择 ,设备选型 ,锅炉运行方式 ,锅炉房工艺布置和供暖负荷计算。该工程可以充分利用低谷电蓄热供暖 。

基于能效、低碳等多目标改进粒子群模型的蓄热式储能优化建设决策

中国北部地区存在风电弃风问题,尤其在“三北”地区更为严重,为减少能源浪费,提高能源消纳水平,通过在电网末端园区建设蓄热式电锅炉就地消纳风电以缓解弃电严重问题。本文主要从降低弃风率、实现“双碳”目标,以及电锅炉建设成本角度出发进行方案设计优化。

提升风电就地消纳的蓄热式电锅炉优化调度研究

为解决风电消纳问题,通过对电锅炉与储热环节的控制,打破以热定电的电-热刚性耦合关系,提高系统调节能力,提出提升风电就地消纳的弃风消纳方案。在蓄热式电锅炉消纳弃风电量工作原理基础上,基于计及储能系统的风电最大接纳调度模式,建立了提升风电就地消纳的蓄热式电锅炉优化调度的数学模型和求解方法,将储热纳入到包含风电的电力系统有功调度体系中。基于我国某省级电网的实际数据,仿真分析了采用蓄热式电锅炉供暖提升风电消纳能力的效果,算例分析结果证明了模型的有效性。

蓄热式电锅炉融合储能的风电消纳优化控制

针对三北地区冬季供热期火电机组调峰能力受限,源荷供需矛盾严重导致风电场弃风严重的问题,提出了蓄热式电锅炉融合储能的风电消纳优化控制方法。为解决风电就地消纳的难题,我国北方地区正在推广应用蓄热式电锅炉制热,增加电网的电转热负荷,以促进风电本地消纳能力;研究风电场非直接供电模式下蓄热式电锅炉和电化学储能装置的协调优化控制方法,以风电场和蓄热式电锅炉的收益最大化为目标,综合考虑风电场、电网公司及供热公司之间不同合约的情况,提出了优化的控制策略。仿真结果表明了所提方法的有效性。

蓄热式电锅炉提升风电消纳能力关键技术研究

随着"三北地区"弃风问题的日臻严重,国家相继出台了一系列的激励政策,蓄热式电锅炉作为广义的储能系统具有零污染、高效率、负荷时移等特点,可在发电侧辅助深度调峰、用户侧电能替代等电力系统多环节应用,从根本上提升风电消纳能力,具有广阔的应用前景。汇总了多种蓄热式电锅炉的技术特点,分析了其在火电机组灵活性改造、风电弃风供热和用户侧煤改电供热三大方面的应用现状,并结合各地示范工程剖析了蓄热式电锅炉的运营模式。最后从应用技术、市场机制和政策引导等方面提出了蓄热式电锅炉在风电消纳应用的发展建议。

基于赌轮盘思想的大规模储能协同蓄热式电锅炉的风电消纳优化运行研究

为解决风电消纳问题,通过对电锅炉与储热环节的控制,打破以热定电的电–热刚性耦合关系,提高系统调节能力,提出风电就地消纳的弃风消纳方案。在蓄热式电锅炉消纳弃风电量的基础上,引入大规模储能电池组成混合系统,对蓄热式电锅炉的加热功率分挡位进行调节,建立了提升风电就地消纳的蓄热式电锅炉优化控制的数学模型,采用赌轮盘思想对电锅炉工作挡位进行选择。基于某省级电网实际数据,仿真分析了储能协同蓄热式电锅炉供暖提升风电消纳能力的效果,证明了模型的有效性。

蓄热式电锅炉及太阳能系统供热工程设计

采用直热式电锅炉、蓄热式电锅炉和辅助太阳能联合供热的方式。介绍了锅炉房设备选型及布置,系统设计及流程图,电锅炉、太阳能系统和集中控制系统的工作原理和设计要点。电锅炉在低谷电时段运行,太阳能系统对生活热水进行预热,节省了运行费用,达到了较高的能源利用率。

蓄热式电锅炉采暖系统的设计及经济效益分析

介绍了电锅炉蓄热装置的结构和经济利益，指出了该技术具有明显的经济效益和社会效益。

基于热电偶和热电阻的时段蓄热式电锅炉温度控制系统

本文提出使用热电偶测量蓄热锅锅炉内温度,使用热电阻测量出水、回水和炉表温度,根据各节点温度设定值,并且按照费率时段和费率电价综合控制的蓄热式锅炉运行的方法。CPU主控芯片,采用32位ARM处理器实现温度及压力等的数据采集。通过RS485接口与智能电能表相联,读取用电的峰、平、谷时段,并在此基础上实现温度与蓄热的智能控制。

固体材料蓄热式电锅炉的研究

固体材料蓄热式电锅炉使用低谷电作能源 ,对电网日益严重的峰谷差削峰填谷有积极贡献。它采用固体材料蓄热 ,较目前已有的热水蓄热电锅炉有显著优点 :体积小 (约为其 1 7)、造价低、常压、可自动运行 。