[發明專利]配置儲熱的熱電機組在分時電價下的最優日計劃確定方法

在審

• 申請號: 201410613125.1
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104504608A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 朱全勝;呂泉;趙華;劉巍;崔寧寧;李純
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河南省電力公司電力科學研究院;大連理工大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

1.配置儲熱的熱電機組在分時電價下的最優日計劃確定方法，其特征在于：包括以下幾個步驟：

A:將次日24小時等時間長度劃分為T個時段，符號t表示時段索引，每個時段的時間長度為ΔT＝24/T；

B:設定次日所有時段的市場電價，設第t個時段的市場電價設定值為

C:為目標熱電機組建立成本函數C(P_t^e,P_t^h)，具體如下所示：

C(P_t^e,P_t^h)＝a(P_t^e)²+bP_t^e+cP_t^hP_t^e+d(P_t^h)²+fP_t^h+g???(1)

其中，a,b,c,d,f,g為熱電機組成本系數；C(P_t^e,P_t^h)表示抽汽汽輪機在發電功率為P_t^e、供熱功率為P_t^h時持續運行1小時所需的成本；

D：為目標熱電機組建立在次日各時段運行時所需要滿足的運行約束模型；

E：由設定的次日第t時段市場電價和步驟C中所建立的熱電機組成本函數C(P_t^e,P_t^h)，建立熱電機組在次日第t時段的利潤函數,具體如下所示:

Rt=[λtePte-C(Pte,Pth)]ΔT;---(2)]]>

F:以次日整日熱電機組售電利潤最大化為決策目標，即T個時段內的發電利潤R_t之和最大為目標，建立優化決策數學模型，具體模型為

目標函數maxRΣ=Σt=1TRt=Σt=1T[λtePte-C(Pte,Pth)]ΔT---(3)]]>是t＝1,不是t-1

約束條件為步驟D中所建立的約束模型；

G：通過采用優化軟件CPLEX求解F所建立的數學模型，即可求解出次日汽輪機在各時段的發電功率P_t^e、抽汽功率P_t^h以及蓄熱罐在該時刻的儲熱量即次日熱電機組最優日運行計劃，從而使得機組在次日全天的發電利潤最大化。

2.根據權利要求1所述的配置儲熱的熱電機組在分時電價下的最優日計劃確定方法，其特征在于：所述的步驟D中建立的熱電機組在次日運行時所需要滿足的約束包括如下：

D1，供熱約束:在t時段汽輪機抽汽供熱功率和蓄熱罐放熱功率之和大于系統供熱需求

Pth+(St-1h-Sth)≥PtD,h---(4)]]>

其中，為蓄熱罐在t時段的儲熱量，為蓄熱罐在t時段的放熱功率；為機組在t時段所承擔熱負荷功率；

D2，蓄熱罐的充放熱能力約束、蓄熱容量約束、始末蓄熱量約束

Sth-St-1h≤Pc,maxhSt-1h-Sth≤Pf,maxh---(5)]]>

Sth≤Smaxh---(6)]]>

S0h=STh---(7)]]>

其中，為儲熱裝置最大蓄、放熱功率；為蓄熱罐的最大蓄熱容量；

D3，汽輪機抽汽功率和發電功率耦合約束

max{cmPth+K,Pmine-cv2Pth}≤Pte≤Pmaxe-cv1Pth---(8)]]>

其中，c_v1、c_v2、c_m、K見附圖1所示的熱電機組運行區間圖，c_v為進汽量不變時多抽取單位供熱熱量下發電功率的減小量，其中c_v1為最大電出力下對應值，c_v2為最小電出力對應值；c_m＝ΔP^e/ΔP^h為背壓運行時的電功率和熱功率的彈性系數(即背壓曲線的斜率，可近似認為常數)；K為常數。為抽汽式機組的最大供熱功率；為機組發電功率最小時的汽輪機供熱功率；為抽汽式機組在純凝工況下的最大、最小發電功率。和為給定汽輪機抽汽供熱功率Ph下，汽輪機調節發電出力時的上限和下限。為抽汽式汽輪機在純凝工況下的最大、最小發電功率；

D4，包含了汽輪機抽汽功率最大限值約束和功率調整速率約束

0≤Pth≤Pmaxh---(9)]]>

-P_down≤P_t-P_t-1≤P_up

(10)

P_t＝P_t^e+c_v1P_t^h

(11)

其中，為抽汽式汽輪機的最大供熱功率，P_t＝P_t^e+c_v1P_t^h為機組等效的純凝工況發電出力，P_up、P_down分別為機組在純凝工況下向上、向下爬坡速率限值。