[發明專利]一種基于微電網的工廠設備自動趨向優化的方法

在審

• 申請號: 201710738249.6
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107565605A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 董樹鋒
• 申請（專利權）人: 浙江萬克新能源科技有限公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及綜合能源及電力需求響應相關技術領域，尤其是指一種基于微電網的工廠設備自動趨向優化的方法。

背景技術

綜合能源系統(integrated energy system，IES)是下一代智能的能源系統，使得能源系統的能量生產、傳輸、存儲和使用有了系統化、集成化和精細化的運行和管理。綜合能源系統是能源互聯網的重要物理載體，是實現多能源互補、能量梯級利用等技術的關鍵。工業園區是以工業負荷為主的復雜能源系統，包含多種產能/用能設備，對供電可靠性要求高，但普遍存在能源利用率低、能源結構不合理、峰谷電力差額大、環境污染等問題。從我國各行業的能源消耗情況看，工業耗能在我國能源消耗中占有主導地位，占到全社會總能耗的70％左右，因此有必要對工廠進行用能優化管理，提升工廠的經濟效益和能源利用率。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中存在上述的不足，提供了一種提高經濟效益和能源利用率的基于微電網的工廠設備自動趨向優化的方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于微電網的工廠設備自動趨向優化的方法，工廠設備以運行維護成本、購電成本、燃料成本以及儲能折舊成本構成的年運行費用最小為優化目標，考慮冷熱電平衡約束、設備運行約束和儲能設備約束，對微電網進行優化調度，實現工廠的自動趨向優化，其計算方法如下：

MinC_ATC＝C_OM+C_ES+C_BW+C_F。

本方法在冷熱電平衡約束和多種設備約束的條件下，以用戶的年運行費用最小為目標，構建考慮微電網經濟優化調度模型，實現工廠的自趨優調度。本方法考慮了冷熱電多能耦合，實現了多種能源協同互補，引導用戶制定合理的用能方案，提高了用戶側的用能效率，減少用戶的用能成本，從而提高經濟效益和能源利用率。

作為優選，所述的工廠設備包括燃氣輪機、燃氣鍋爐、光伏機組、吸收式制冷機、熱泵、戶用空調、蓄熱裝置、電池儲能和冰蓄冷空調系統；所述運行維護成本的計算方法如下：

其中：t為時段數，T為單位時段長度，ξ_OMi為設備i單位輸出功率的運行維護費用；表示第i個設備在時段t的輸出功率。

作為優選，所述購電成本的計算方法如下：

其中：和分別為時段t的購電價格和購電功率；和分別為時段t的售電價格和售電功率。

作為優選，所述燃料成本的計算方法如下：

其中：和分別為時段t第i個燃氣輪機和第i個燃氣鍋爐的燃氣消耗率；為氣價。

作為優選，所述儲能折舊成本指的是：隨著放電深度的加深，電池儲能的充放電可循環次數降低，但循環充放電總量基本不變，如果電池儲能在全壽命周期內的充放電總量恒定，得到電池儲能累計放電1kWh的折舊成本如下：

其中：C_bat.rep為儲能的更換成本，q_lifetime為儲能單體全壽命輸出總量；

則儲能的折舊成本為：

其中：為第i個電池儲能在時段t的放電功率。

作為優選，所述的冷熱電平衡約束包括電功率平衡約束、熱功率平衡約束和冷功率平衡約束；所述的電功率平衡約束包括交流母線總負荷約束、交直流轉換器效率約束、直流母線總負荷約束和聯絡線約束與購售電狀態約束，具體約束條件如下：

(a)交流母線總負荷約束：

其中：為第i個燃氣輪機在時段t輸出的電功率；為第i個光伏機組在時段t輸出的電功率；為時段t的交流負荷；為交直流轉化器的電功率；為戶用空調總的電功率；為時段t第i個冰蓄冷空調系統總的電功率；為第i個熱泵在時段t內消耗的電功率；

(b)交直流轉換器效率約束：

其中：為時段t的直流母線總負荷；η_A/D為交流到直流的轉換效率；η_D/A為直流到交流的轉換效率；

(c)直流母線總負荷約束：

其中：為時段t的直流負荷；和為第i個電池儲能在時段t的充電功率與放電功率；

(d)聯絡線約束與購售電狀態約束：