[發(fā)明專利]一種大型樓宇冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610384245.8
• 申請日: 2016-06-02
• 公開（公告）號: CN107464008A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鴻亮;張俊芳;解坤;齊浩宇;王惟怡
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心32203
• 代理人: 孟睿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大型樓宇冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)

隨著生產(chǎn)力的高速發(fā)展，能源匱乏問題和環(huán)境污染問題日益突出，如何提升能效與環(huán)保已成為一大熱點(diǎn)問題。分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)以清潔的天然氣作為能量源，具備低排放的環(huán)保特性。此外通過對不同品質(zhì)能量的階梯級利用，使一次能源的利用效率提升至90％，是同時(shí)實(shí)現(xiàn)能效提升與排放降低的有效途徑。

近年來，隨著大型樓宇建筑的迅猛發(fā)展以及城市天然氣管網(wǎng)的全面鋪設(shè)，為樓宇型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)(Buildings Cooling Heating and Power systems，BCHP)的推廣與應(yīng)用提供了條件。大型樓宇建筑的用能通常涵蓋了冷、熱、電三類負(fù)荷，且據(jù)調(diào)查，通常大型公共機(jī)構(gòu)建筑用電中約50％來自于空調(diào)系統(tǒng)，從而造成在夏季空調(diào)使用高峰期間，電力公司往往會(huì)出現(xiàn)供電緊張的局面。因此，合理地在大型樓宇建筑中應(yīng)用BCHP，一方面能夠響應(yīng)國家節(jié)能減排的號召，另一方面可減少電力公司用電高峰時(shí)的供電壓力，此外BCHP還可充當(dāng)樓宇建筑的備用電源，在緊急情況下保證重要負(fù)荷不中斷。針對樓宇建筑各類負(fù)荷的用能特性，如何合理地對BCHP進(jìn)行能量調(diào)度分配，是充分發(fā)揮BCHP優(yōu)勢的關(guān)鍵性問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種大型樓宇冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度方法，綜合考慮了燃汽輪機(jī)、燃汽鍋爐、余熱吸收式冷溫水機(jī)以及電制冷機(jī)多類供能設(shè)備的特點(diǎn)，結(jié)合用戶冷熱電多種負(fù)荷的利用特性，對大型樓宇冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的日前調(diào)度安排進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，實(shí)現(xiàn)能源的最優(yōu)化利用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種大型樓宇冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度方法，使用粒子群算法求解多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型，獲得冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的日前優(yōu)化調(diào)度出力曲線；所述多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度模型包括優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)、設(shè)備運(yùn)行特性方程以及能量約束條件；

(1)所述優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)為：

minC＝C_run+C_om+C_dis

其中，C_run為購電購氣成本、C_om為系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)成本、C_dis為污染排放成本；為分時(shí)電價(jià)；f_gas為商用天然氣價(jià)格；為燃?xì)廨啓C(jī)逐時(shí)耗氣量；為燃?xì)忮仩t逐時(shí)耗氣量；為逐時(shí)購買電量；ξ為設(shè)備單位輸出功率的運(yùn)行維護(hù)成本；分別為二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物的排放稅收；分別為電網(wǎng)供電/消耗天然氣時(shí)二氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物的排放系數(shù)；

(2)所述設(shè)備包括燃?xì)廨啓C(jī)、余熱吸收式冷溫水機(jī)組、燃?xì)忮仩t以及電制冷機(jī)，相應(yīng)的運(yùn)行特性方程為：

燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行特性方程：

其中，P_gt為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電功率；Q_gt為燃?xì)廨啓C(jī)可利用的余熱功率；P_Fgt為燃?xì)廨啓C(jī)額定發(fā)電功率；H_gt為輸入天然氣流量；λ為天然氣低熱熱值能量轉(zhuǎn)化系數(shù)；n_pgt為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電效率；n_qgt為燃?xì)廨啓C(jī)余熱轉(zhuǎn)化效率；α_gt為燃?xì)廨啓C(jī)最低負(fù)荷率；β_gt為燃?xì)廨啓C(jī)爬坡約束系數(shù)；和分別為燃?xì)廨啓C(jī)在t-1時(shí)刻的出力以及下一時(shí)刻t的發(fā)電功率；

余熱吸收式冷溫水機(jī)組運(yùn)行特性方程：

供冷工態(tài)：

供熱工態(tài)：

其中，Q_rc為吸收機(jī)制冷功率；COP_rc為吸收機(jī)制冷性能系數(shù)；為用于制冷的余熱功率；Q_Frc為制冷的額定功率；Q_rh為吸收機(jī)制熱功率；COP_rh為吸收機(jī)制熱性能系數(shù)；為用于制熱的余熱功率；Q_Frh為制熱的額定功率；

燃?xì)忮仩t運(yùn)行特性方程：

其中，Q_bg為燃?xì)忮仩t供熱功率；n_bg為燃?xì)忮仩t效率；H_bg為燃?xì)忮仩t輸入的燃?xì)饬髁浚沪藶樘烊粴獾蜔釤嶂的芰哭D(zhuǎn)化系數(shù)；Q_Fbg為燃?xì)忮仩t額定制熱功率；

電制冷機(jī)運(yùn)行特性方程：