[發(fā)明專利]考慮熱負(fù)荷二維可控性的微網(wǎng)熱電協(xié)調(diào)調(diào)度方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710013387.8
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN107067146B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳錫祥;周志芳;鄭偉民;孫可;傅旭華;王蕾;李春;劉曌煜;黃晶晶;張西竹;郁家麟;葉承晉;潘弘;張全明;張平;胡哲晟
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務(wù)所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

1.考慮熱負(fù)荷二維可控性的微網(wǎng)熱電協(xié)調(diào)調(diào)度方法，其特征在于，包括：

1)考慮用戶供熱舒適度的模糊性，采用室內(nèi)熱舒適度指標(biāo)將熱負(fù)荷需求由傳統(tǒng)的曲線轉(zhuǎn)換為區(qū)間，使熱負(fù)荷需求在各時間點(diǎn)上具有彈性；

2)考慮微網(wǎng)供熱系統(tǒng)的熱慣性，采用自回歸滑動平均模型描述供熱系統(tǒng)多時段間的耦合關(guān)系，使供熱量在時間軸上具有可調(diào)節(jié)性；

3)將上述特性統(tǒng)稱為熱負(fù)荷的二維可控性，綜合考慮熱負(fù)荷的二維可控性，建立微網(wǎng)在孤網(wǎng)/并網(wǎng)模式下的熱電協(xié)調(diào)調(diào)度模型；

所述步驟1)中，室內(nèi)熱舒適度指標(biāo)采用以下公式描述，并限制其區(qū)間范圍：

其中，M為人體能量代謝率；W為人體所做的機(jī)械功率；f_cl為人體覆蓋服裝面積與裸露面積之比；h_c為對流熱交換系數(shù)；P_a為人體周圍空氣的水蒸氣分壓力；t_a、t_r、t_cl分別為人體周圍空氣溫度、平均輻射溫度和服裝外表面溫度；

所述步驟2)中，微網(wǎng)供熱系統(tǒng)的熱慣性采用以下公式來描述供熱系統(tǒng)多時段間的耦合關(guān)系：

其中，T_g.t為熱網(wǎng)供水溫度、T_h.t為熱網(wǎng)回水溫度、T_n.t為采暖建筑物室內(nèi)溫度、T_w.t為室外溫度；該ARMA時間序列模型中，階次J體現(xiàn)供熱系統(tǒng)熱慣性的大小，α、β、γ、θ、φ、ω為供熱系統(tǒng)熱慣性物理參數(shù)，通過實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)辨識得到；

PMV指標(biāo)中人體周圍空氣溫度t_a即采暖建筑物室內(nèi)溫度T_n.t，t_a＝T_n.t；

步驟3)中，熱電協(xié)調(diào)調(diào)度模型的建立過程如下：

風(fēng)電、光伏出力場景S個，其中場景s的概率為p_s，調(diào)度時段T個，微網(wǎng)中微電源I個，有風(fēng)電、光、微燃機(jī)3個微電源，分別以i＝1,2,3表示，則I＝3，取時間間隔Δt＝1h；風(fēng)電、光伏成本不計，微網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時的費(fèi)用包括微燃機(jī)發(fā)電成本、爬坡成本、臨時調(diào)整懲罰性費(fèi)用和調(diào)用可中斷負(fù)荷成本四部分，其目標(biāo)函數(shù)為：

式中：為微燃機(jī)計劃出力；為微燃機(jī)在場景s下時段t的實(shí)際出力；為微燃機(jī)在場景s下時段t-1的實(shí)際出力；c_gas為微燃機(jī)能耗成本；η_G3為微燃機(jī)發(fā)電效率；λ為爬坡能耗系數(shù)；ρ_pen為微燃機(jī)的臨時調(diào)整懲罰系數(shù)，用于表征微燃機(jī)希望按預(yù)定計劃出力，減少臨時性調(diào)節(jié)的意向；ρ_IL、分別為調(diào)用的可中斷負(fù)荷價格和功率；

供電系統(tǒng)約束包括：

1)功率平衡約束

式中：為微電源在場景s下時段t的實(shí)際出力；為電鍋爐的用電量；P_Lt為用戶用電負(fù)荷；

2)機(jī)組出力約束

式中：P_imin、P_imax為機(jī)組i的最小/最大技術(shù)出力；為在場景s下的風(fēng)電或光伏可發(fā)電量；P_3min＝50％P_3max；

3)棄風(fēng)電/棄光伏約束

式中：π_i為機(jī)組i的最大允許棄風(fēng)電或棄光伏率；

供熱系統(tǒng)約束包括：

1)供熱熱網(wǎng)約束

-σ≤PMV_t^s≤+σ (12)

式中：分別為場景s下余熱鍋爐和電鍋爐的熱能出力；γ為鍋爐供熱量與熱網(wǎng)供/回水溫度差間的關(guān)系系數(shù)，與熱網(wǎng)水流量有關(guān)；為場景s下熱網(wǎng)供水溫度；為場景s下熱網(wǎng)回水溫度；T_gmax為熱網(wǎng)最高供水溫度；PMV_t^s為場景s下PMV指標(biāo)值，σ為PMV指標(biāo)取值范圍；式(10)為鍋爐供熱量與熱網(wǎng)供水/回水溫度之間的關(guān)系，與式(2～3)一起描述供熱系統(tǒng)消耗的熱能和建筑內(nèi)溫度間具有熱慣性的多時段關(guān)系；

2)鍋爐出力約束

式(13)、(15)分別是微燃機(jī)和電鍋爐的電熱轉(zhuǎn)換關(guān)系，η_G3、η_G3H、η_EH、η_EB分別為微燃機(jī)的發(fā)電效率、制熱效率、余熱鍋爐的廢熱回收效率和電鍋爐的電熱轉(zhuǎn)換效率，其中η_G3H/η_G3為微燃機(jī)的熱電比值；H_EH.min、H_EH.max、H_EB.min、H_EB.max分別為余熱鍋爐和電鍋爐的出力上下限；

微網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行時目標(biāo)函數(shù)為

式中：大電網(wǎng)負(fù)責(zé)微網(wǎng)不平衡電量的調(diào)節(jié)，ρ_buy、ρ_sell分別為微網(wǎng)向大電網(wǎng)購/售電價格；為微網(wǎng)與大電網(wǎng)的交互功率，正值表示購電功率，負(fù)值表示售電功率，分段函數(shù)

功率平衡約束為

其他約束與微網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時相同；

為方便處理分段函數(shù)f(x)，引入2個非負(fù)松弛變量u^s、v^s，其實(shí)質(zhì)分別為向大電網(wǎng)的購/售電量，則式(17)改寫為：

所述微網(wǎng)熱電協(xié)調(diào)調(diào)度的流程如下：

步驟1)，輸入PMV方程參數(shù)及室內(nèi)熱舒適度要求的PMV指標(biāo)范圍，化簡得到僅與室內(nèi)溫度相關(guān)的PMV約束；

步驟2)，輸入供熱系統(tǒng)實(shí)測數(shù)據(jù)對ARMA模型進(jìn)行參數(shù)辨識，得到系數(shù)已知的ARMA時間序列模型；

步驟3)，輸入風(fēng)電/光伏各時段出力的連續(xù)概率分布，并采用場景技術(shù)生成S個經(jīng)典場景；

步驟4)，整合步驟1)和步驟2)所得約束與微網(wǎng)熱電協(xié)調(diào)調(diào)度其他約束，并利用步驟3)生成的S個場景處理風(fēng)電、光伏的不確定性，建立確定性的微網(wǎng)熱電協(xié)調(diào)調(diào)度模型；

步驟5)，輸入微網(wǎng)參數(shù)及運(yùn)行初值，微網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時，求解孤網(wǎng)下的協(xié)調(diào)調(diào)度模型式(4)-(16)、(1)-(3)；并網(wǎng)運(yùn)行時，求解并網(wǎng)下的協(xié)調(diào)調(diào)度模型式(17)-(18)、(7)-(16)、(1)-(3)；

步驟6)，輸出微燃機(jī)計劃出力。