[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于微電網(wǎng)的綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710738641.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107609684B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董樹(shù)鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 萬(wàn)克能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/04
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種基于微電網(wǎng)的綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征是，該方法包括以下步驟：

(1)針對(duì)工廠(chǎng)中的能量生產(chǎn)設(shè)備、能量轉(zhuǎn)換設(shè)備以及能量存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行獨(dú)立建模，搭建基于能源交換網(wǎng)的綜合能源系統(tǒng)的供能結(jié)構(gòu)；

(2)考慮冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)串聯(lián)與并聯(lián)兩種工作模式，進(jìn)一步完善綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度模型，使優(yōu)化模型更契合工程的實(shí)際需求；

(3)以運(yùn)行維護(hù)成本、購(gòu)電成本、燃料成本以及儲(chǔ)能折舊成本構(gòu)成的年運(yùn)行費(fèi)用最小為優(yōu)化目標(biāo)，考慮冷熱電平衡約束、設(shè)備運(yùn)行約束以及儲(chǔ)能設(shè)備約束，對(duì)微電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)工廠(chǎng)的自趨優(yōu)：

Min C_ATC＝C_OM+C_ES+C_BW+C_F

其中，C_OM指的是運(yùn)行維護(hù)成本，C_ES指的是購(gòu)電成本，C_BW指的是燃料成本，C_F指的是儲(chǔ)能折舊成本；

其中，在步驟(1)中，所述綜合能源系統(tǒng)的供能結(jié)構(gòu)包括如下：

(a)燃?xì)廨啓C(jī)

燃?xì)廨啓C(jī)是冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中的核心設(shè)備，其電功率和回收的熱功率：

式中:和分別為第i個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)在時(shí)段t輸出的電功率和燃?xì)庀墓β剩沪?Sub>gas為天然氣熱值；表示余熱鍋爐輸出的熱功率；和分別為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電效率和余熱鍋爐熱回收效率；

(b)燃?xì)忮仩t

式中：和分別為第i個(gè)燃?xì)忮仩t在時(shí)段t輸出的熱功率和燃?xì)庀乃俾剩粸槿細(xì)忮仩t的供熱效率；

(c)光伏機(jī)組

式中：為第i個(gè)光伏機(jī)組在時(shí)段t輸出的電功率；為太陽(yáng)能電池板效率；S為電池板面積；為第i個(gè)光伏機(jī)組單位面積光照強(qiáng)度；

(d)吸收式制冷機(jī)

式中：為第i個(gè)吸收式制冷機(jī)在時(shí)段t內(nèi)的供冷功率；為吸收式制冷機(jī)的制冷效率；為第i個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)在時(shí)段t輸出的熱功率；

(e)熱泵

式中：和分別為第i個(gè)熱泵在時(shí)段t內(nèi)的熱功率和消耗的電功率；為熱泵的供熱效率；

(f)戶(hù)用空調(diào)

電制冷/熱戶(hù)用空調(diào)利用制冷機(jī)，在消耗電能的情況下產(chǎn)生冷量或熱量：

式中：和分別表示第i個(gè)戶(hù)用空調(diào)在時(shí)段t內(nèi)的制冷功率、熱功率、制冷和制熱消耗的電功率；和分別表示戶(hù)用空調(diào)的制冷能效比和制熱能效比；

(g)蓄熱裝置

式中：和分別表示第i個(gè)蓄熱裝置在時(shí)段t的蓄熱量、蓄熱功率與供熱功率；為蓄熱裝置的自損耗系數(shù)；和分別表示蓄冷裝置的蓄熱效率和制熱效率；t為時(shí)段數(shù)，T為單位時(shí)段長(zhǎng)度，

(h)電池儲(chǔ)能

式中：和分別表示第i個(gè)電池儲(chǔ)能在時(shí)段t的儲(chǔ)能量、充電功率與放電功率；為儲(chǔ)能的自損耗系數(shù)；和分別表示儲(chǔ)能的充電效率和放電效率；

在步驟(2)中，冰蓄冷空調(diào)在夜間用電低谷時(shí)進(jìn)行制冷，利用蓄冷介質(zhì)儲(chǔ)存冷量，并在白天用電高峰時(shí)釋放冷量，以滿(mǎn)足工廠(chǎng)的供冷需求，按照制冷機(jī)和蓄冰設(shè)備的連接情況和工作模式，冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)可分為并聯(lián)式和串聯(lián)式兩種，根據(jù)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)串聯(lián)與并聯(lián)兩種工作模式，進(jìn)一步完善綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度模型，使得優(yōu)化后的調(diào)度模型更契合工程的實(shí)際需求，具體包括如下兩個(gè)工作模式：

(i)基于雙工況制冷機(jī)的并聯(lián)式冰蓄冷空調(diào)：并聯(lián)式冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的制冷機(jī)與蓄冰槽在系統(tǒng)中處于并聯(lián)位置，其中制冷機(jī)與蓄冰槽能聯(lián)合供冷也能單獨(dú)供應(yīng)冷負(fù)荷，且制冷機(jī)能夠同時(shí)制冰和供冷；

式中：和分別表示時(shí)段t第i個(gè)制冷機(jī)和蓄冰槽的制冷功率；和分別表示第i個(gè)制冷機(jī)和蓄冰槽的最大制冷功率；和分別表示時(shí)段t第i個(gè)制冷機(jī)和蓄冰槽的電功率；和分別表示第i個(gè)制冷機(jī)和蓄冰槽的最大電功率；和分別表示時(shí)段t第i個(gè)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)總的電功率、最大電功率和制冷功率；T_melt表示處于融冰時(shí)段，T_ref表示處于蓄冰時(shí)段，T_melt和T_ref所在的公式表示蓄冰槽的蓄冰與融冰作業(yè)不可同時(shí)進(jìn)行；表示制冷機(jī)的制冷能效比；和分別表示蓄冰槽的制冰能效比和融冰效率；和分別表示第i個(gè)蓄冰槽時(shí)段t+1和時(shí)段t的蓄冰容量；是蓄冰槽的自損耗系數(shù)；在(i)的工作模式下，冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的具體控制變量為通過(guò)蓄冰槽和制冷機(jī)的循環(huán)乙二醇流量，蓄冰槽和制冷機(jī)的供冷量與循環(huán)乙二醇流量存在如下關(guān)系：

式中：和分別表示時(shí)段t通過(guò)蓄冰槽和制冷機(jī)的循環(huán)乙二醇流量；C_gly、ρ_gly和ΔT_gly分別為乙二醇溶液的比熱容、液體密度和供回水溫度差；為制冷機(jī)制冷效率；

(ii)基于雙工況制冷機(jī)的串聯(lián)式冰蓄冷空調(diào)：串聯(lián)式冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的制冷機(jī)和蓄冰槽在系統(tǒng)中處于串聯(lián)位置，制冷機(jī)和蓄冰槽的冷量分配滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的比例關(guān)系，制冷機(jī)和蓄冰槽的冷量分配滿(mǎn)足的比例關(guān)系主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)階段：

(I)在蓄冰階段，由制冷機(jī)生產(chǎn)冷量并存儲(chǔ)在蓄冰槽中，此時(shí)蓄冰槽不參與制冷作業(yè)，制冷機(jī)參與制冷作業(yè)，蓄冰槽制冰功率和制冷機(jī)供冷功率關(guān)系如下：

式中：和分別為時(shí)段t蓄冰槽和制冷機(jī)進(jìn)出口乙二醇的溫度差；

(II)在供冷階段，蓄冰槽和制冷機(jī)必須同時(shí)供冷，且兩者的冷量分配滿(mǎn)足預(yù)設(shè)的比例關(guān)系：

式中：ε_s.i為第i個(gè)冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的冷量分配系數(shù)。