[發明專利]一種多能互補綜合能源系統的協調優化控制方法

有效

• 申請號: 201710723774.0
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107290968B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 李兵;牛洪海;陳俊;耿欣;婁清輝;高元
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多能互補綜合能源系統的協調優化控制方法，其特征在于：該方法通過分層調控機制實現對綜合能源系統多能流的優化控制，其中上層為優化調度層，中間層為協調控制層，底層為實時控制層；

所述多能互補綜合能源系統通過整合選定區域內的供能資源，實現冷熱電多能協調供應；

所述優化調度層以綜合能源系統運行成本最小為優化目標，根據系統運行約束條件，結合預測的可再生能源發電功率、用戶冷熱電負荷需求進行優化調度，確定綜合能源系統中冷熱電的計劃指令；

所述協調控制層根據優化調度層得到的計劃指令，根據綜合能源系統當前運行情況，得到冷熱電實時負荷指令；

所述協調控制層優化過程包括以下步驟：

(1)根據環境溫度的變化以及換熱器的調節模式確定換熱站熱負荷指令，所述調節模式包括質調、量調、混合調節；

(2)根據吸收式制冷機組冷凍水回水溫度，確定機組冷負荷指令；

(3)根據蒸汽母管壓力與設定值偏差Δp，計算供熱蒸汽負荷偏移量及其積分值：

如偏差值小于死區，則將系統熱負荷指令取為計劃值，如大于死區，則執行步驟(4)～(6)；

其中：k₁，k₂為系數，根據熱力管網的熱工、水力計算獲??；

(4)計算第i臺聯供機組的熱負荷調節量：

其中：α_i為第i臺聯供機組的經濟分配系數，與機組的耗量微增率成反比，β_i為第i臺三聯供機組的比例分配系數，為提高系統響應速率，該值與機組的調節速率成正比；

(5)讀取第i臺聯供機組的熱計劃指令D_{GT_set_i}，進而計算其實時熱負荷指令：D_{GT_i}＝D_{GT_set_i}+D_{GT_adj_i}，如計算出的實時熱負荷指令與蒸汽母管壓力的變化范圍相反，則將該機組的熱負荷指令取為當前負荷；

(6)如所有聯供機組已達調節至滿負荷運行，仍無法蒸汽管網需求，則啟動調峰鍋爐；

所述實時控制層一方面將協調控制層運算得到的指令發送給綜合能源系統相關設備的自動控制系統，另一方面采集相關設備的運行參數，上傳到協調控制層與優化調度層。

2.如權利要求1所述的一種多能互補綜合能源系統的協調優化控制方法，其特征在于：所述優化調度層優化調度為日前調度，調度周期T₁為分鐘級，一天設置N個調度點，N為自然數。

3.如權利要求1所述的一種多能互補綜合能源系統的協調優化控制方法，其特征在于：所述優化調度層優化調度優化過程包括以下步驟：

(1)建立系統優化調度目標函數為：

(2)建立系統的供能、儲能和輔助供能設備模型，確定優化模型約束條件；

(3)根據未來24小時冷熱電負荷預測結果，對上述模型進行求解，形成冷熱電負荷優化調度計劃；

其中：其中：為t時刻天然氣、外購電、煤炭的價格，分別為t時刻綜合能源系統中天然氣、外購電、煤炭的總量，N為調度點個數。

4.如權利要求3所述的一種多能互補綜合能源系統的協調優化控制方法，其特征在于：所述步驟(2)中，建立的供能設備模型包括天然氣三聯供機組、燃煤熱電聯產機組、吸收式制冷機組、汽/煙水換熱器，儲能設備模型包括熱、電、冷儲能設備，輔助供能設備模型包括電空調機組、燃氣鍋爐。

5.如權利要求3所述的一種多能互補綜合能源系統的協調優化控制方法，其特征在于：所述步驟(2)中，優化模型約束條件包括：系統冷熱電能量供需平衡約束，供能、儲能、輔助供能設備負荷調節容量以及調節速率約束。

6.如權利要求1所述的一種多能互補綜合能源系統的協調優化控制方法，其特征在于：所述協調控制層為實時優化控制，控制周期T₂小于1min。

7.如權利要求1所述的一種多能互補綜合能源系統的協調優化控制方法，其特征在于：所述實時控制層接收所述協調控制層下發的冷熱電負荷指令，通過硬接線或通訊線下發給供能、儲能、輔助供能設備的自動控制系統。