[發明專利]一種有源配電網環境下的冷熱電聯供系統協調調度方法

有效

• 申請號: 201611107344.8
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106527142B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 徐敦彬;郝威;高海龍;王永力;袁光偉;吳英俊
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司徐州供電公司;南京郵電大學;國家電網公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.一種有源配電網環境下的冷熱電聯供系統協調調度方法，其特征在于，冷熱電聯供系統連接于有源配電網，以有源配電網網損最小和冷熱電聯供系統的運行成本最小作為優化目標，對有源配電網環境和冷熱電聯供系統構成的綜合系統進行協調優化，實現綜合系統的協調調度；

具體實施步驟如下：

步驟1，輸入有源配電網和冷熱電聯供系統的數據，包括：有源配電網的結構信息、線路參數、負荷數據；冷熱電聯供系統所包含的各設備參數、燃氣輪機的位置；所述的冷熱電聯供系統包含燃氣輪機、風力發電機、光伏機組、輔助鍋爐、加熱線圈、儲能裝置、余熱回收裝置、電制冷機、吸收式制冷機；

步驟2，分別建立以有源配電網網損最小為優化目標的有源配電網優化目標函數、以冷熱電聯供系統運行成本最小為優化目標的冷熱電聯供系統優化目標函數；

所述的有源配電網優化目標函數為：

式中，f₁為有源配電網的網損；T為調度周期時段數；N為有源配電網的支路總數；R_i為第i個支路的電阻；P_i,t、Q_i,t和U_i,t分別為第t時段有源配電網第i個支路的有功功率、無功功率和支路首端電壓幅值；

所述的冷熱電聯供系統優化目標函數為：

minf₂＝C_ELC+C_F

式中，f₂為冷熱電聯供系統的運行成本；T為調度周期時段數；C_ELC為總購電費用；C_e為電價；Δt為調度周期時長；P_grid+,t、P_grid-,t分別為第t時段冷熱電聯供系統從有源配電網上取電、售電的功率；C_F為購買天然氣的費用；C_f為購買天然氣的單位熱值價格；P_Gt,t為第t時段冷熱電聯供系統中燃氣輪機的發電功率；Q_Boi,t為第t時段冷熱電聯供系統中輔助鍋爐的產熱功率；η_g、η_b分別為燃氣輪機、輔助鍋爐的效率；

步驟3，建立有源配電網環境和冷熱電聯供系統構成的綜合系統的優化目標函數，為：

F＝min[αf₁+(1-α)f₂]

式中，α為權重，且0≤α≤1；

步驟4，根據綜合系統的能量平衡，建立綜合系統的各負荷平衡方程，包括電、冷功率、熱功率的平衡方程，具體為：

(1)電負荷平衡方程：

P_grid,t+P_PV,t+P_WT,t+P_Gt,t＝P_L,t+P_S,t

式中，P_grid,t、P_PV,t、P_WT,t分別為第t時段冷熱電聯供系統從有源配電網獲取的功率、光伏機組的功率、風力發電機的功率；P_L,t、P_S,t分別為第t時段用戶的電負荷需求、儲能裝置的功率；

(2)熱功率平衡方程：

Q_Hrs,t+Q_Boi,t+Q_L,t＝Q_H,t+Q_ex,t

式中，Q_Hrs,t為第t時段余熱回收裝置提供的熱功率；Q_Boi,t為第t時段輔助鍋爐的制熱功率；Q_L,t為第t時段加熱線圈的制熱功率；Q_H,t、Q_ex,t分別為第t時段用戶的熱負荷需求、冷熱電聯供系統排除的廢熱；

(3)冷功率平衡方程：

Q_Ac,t+Q_Ec,t＝Q_C,t

式中，Q_Ac,t、Q_Ec,t、Q_C,t分別為第t時段吸收式制冷機的制冷功率、電制冷機的制冷功率、用戶的冷負荷需求；

步驟5，根據有源配電網和冷熱電聯供系統的運行要求，建立綜合系統的各運行約束方程，包括：

(1)有源配電網的節點電壓和支路電流約束：

式中，U_n,t、和分別為第t時段第n個節點的電壓及電壓上、下限；I_i,t、分別為第t時段第i個支路的電流及其上限值；

(2)風力發電機出力約束：

0≤P_WT，_t≤P_WT,on

式中，P_WT,on為風力發電機的額定功率，P_WT，_t為第t時段風力發電機的功率；

(3)光伏機組出力約束：

0≤P_PV，_t≤P_PV,on

式中，P_PV,on為光伏機組的額定功率，P_PV，_t為第t時段光伏機組的功率；

(4)燃氣輪機出力約束：

0≤P_Gt,t≤P_Gt,on

式中，P_Gt,on為燃氣輪機的額定功率，P_Gt,t為第t時段燃氣輪機的功率；

(5)輔助鍋爐出力約束：

0≤Q_Boi,t≤Q_Boi,on

式中，Q_Boi,on為輔助鍋爐的額定功率；Q_Boi,t為第t時段輔助鍋爐的功率；

(6)電制冷機約束：

0≤Q_Ec,t≤Q_Ec,on

式中，Q_Ec,on為電制冷機的額定功率；Q_Ec,t為第t時段電制冷機的功率；

(7)吸收制冷機約束：

0≤Q_Ac,t≤Q_Ac,on

式中，Q_Ac,on為吸收制冷機的額定功率；Q_Ac,t為第t時段吸收制冷機的功率；

(8)加熱線圈約束：

0≤Q_L,t≤Q_L,on

式中，Q_L,on為加熱線圈的額定功率；Q_L,t為第t時段加熱線圈的功率；

(9)儲能裝置約束：

|P_S,t|≤P_S,on

式中，SOC^t為第t時段儲能裝置的荷電狀態；SOC、分別為儲能裝置荷電狀態的上、下限；P_S,t為第t時段用戶儲能裝置的功率；P_S,on為儲能裝置的額定功率；

步驟6，根據綜合系統的優化目標函數以及平衡方程、約束方程，利用粒子群算法求解出綜合系統的最優目標值以及冷熱電聯供系統內各設備不同時段的輸出，從而得出綜合系統的最優調度。