[發(fā)明專利]一種考慮能量梯級(jí)利用的工廠綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711280808.X
• 申請(qǐng)日: 2017-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN107832979B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董樹鋒;徐航;劉育權(quán);伍竹林;萬國成;晏二保;包春;趙明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);廣州供電局有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

本發(fā)明公開了一種考慮能量梯級(jí)利用的工廠綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法。該方法首先搭建考慮能量梯級(jí)利用的工廠綜合能源系統(tǒng)供能架構(gòu)；以運(yùn)行維護(hù)成本、購電成本、購熱成本以及燃料成本構(gòu)成的日運(yùn)行費(fèi)用最小為優(yōu)化目標(biāo)，基于冷熱電功率平衡約束、設(shè)備物理約束和儲(chǔ)能設(shè)備約束，建立考慮能量梯度利用的優(yōu)化模型；對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到工廠最優(yōu)供能策略，實(shí)現(xiàn)工廠的自趨優(yōu)調(diào)度。本發(fā)明考慮了冷熱電多能耦合，實(shí)現(xiàn)了多種能源協(xié)同互補(bǔ)，引導(dǎo)用戶制定合理的用能方案，提高了用戶側(cè)的用能效率，減少用戶的用能成本；充分利用工廠中的循環(huán)余熱，優(yōu)化能量的梯級(jí)利用，可顯著降低系統(tǒng)的日運(yùn)行費(fèi)用，較傳統(tǒng)優(yōu)化策略更貼近工程實(shí)際。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種考慮能量梯級(jí)利用的工廠綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法，屬于綜合能源及電力需求響應(yīng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

能源是社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力和基礎(chǔ)。以智能電網(wǎng)為核心的能源系統(tǒng)革命在全世界范圍內(nèi)推動(dòng)了電力系統(tǒng)的信息化和智能化。綜合能源系統(tǒng)(integrated energy system,IES)是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要物理載體，是實(shí)現(xiàn)多能源互補(bǔ)、能量梯級(jí)利用等技術(shù)的關(guān)鍵。工業(yè)園區(qū)負(fù)荷需求量大、負(fù)荷類型多樣，各種能量轉(zhuǎn)換過程大多涉及熱的利用。只有綜合考慮能量的數(shù)量與品質(zhì)兩方面品質(zhì)，才能對(duì)能量進(jìn)行充分利用。因此有必要對(duì)工廠進(jìn)行用能優(yōu)化管理，實(shí)現(xiàn)能量梯度利用，提升工廠的經(jīng)濟(jì)效益和能源利用率。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種考慮能量梯級(jí)利用的工廠綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法，該方法首先搭建考慮能源梯度利用的工廠綜合能源系統(tǒng)的供能架構(gòu)；以用戶的日運(yùn)行費(fèi)用最小為目標(biāo)，在冷熱電平衡約束和設(shè)備多種設(shè)備約束的條件下，構(gòu)建考慮工廠綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度模型，通過調(diào)度各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與出力，降低工廠的日運(yùn)行費(fèi)用；該方法可以應(yīng)用在不同類型的工業(yè)園區(qū)綜合能源系統(tǒng)中。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種考慮能量梯級(jí)利用的工廠綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：將熱細(xì)分為高、中、低三種品位的熱能，考慮其對(duì)口的溫度利用區(qū)間及相應(yīng)的利用技術(shù)，搭建考慮能量梯級(jí)利用的工廠綜合能源系統(tǒng)供能架構(gòu)，該架構(gòu)具體為：

工廠通過集中式電力母線與公共電力交換電力，采用“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”的運(yùn)行機(jī)制，優(yōu)先滿足本地各類負(fù)荷需求，同時(shí)允許將富裕電量輸送到配電系統(tǒng)；同時(shí)，工廠內(nèi)部無燃?xì)馍a(chǎn)，與燃?xì)夤局g只存在單向購買行為；工業(yè)用戶可向園區(qū)內(nèi)的大型熱電聯(lián)產(chǎn)(combined heat and power,CHP)購買工業(yè)用汽，以滿足工廠的蒸汽負(fù)荷需求；微型燃?xì)廨啓C(jī)通過天然氣燃燒釋放出的高品位熱進(jìn)行發(fā)電，排出的高溫?zé)煔馔ㄟ^余熱鍋爐加以利用，余熱鍋爐通常被布置成兩級(jí)，第一級(jí)產(chǎn)生中品位熱蒸汽供吸收式溴化鋰制冷機(jī)進(jìn)行制冷或制熱，第二級(jí)產(chǎn)生低品位熱供應(yīng)熱水；燃?xì)忮仩t通過天然氣燃燒產(chǎn)生的高品位熱蒸汽以及從園區(qū)CHP中購買的高品位蒸汽用于滿足工廠內(nèi)的蒸汽驅(qū)動(dòng)設(shè)備需求；蒸汽驅(qū)動(dòng)設(shè)備使用高品位熱蒸汽后，對(duì)蒸汽進(jìn)行回收利用，產(chǎn)生中品位熱和低品位熱蒸汽，同樣用于吸收式溴化鋰制冷機(jī)制冷/制熱以及供應(yīng)熱水；在供冷/熱系統(tǒng)中，戶用空調(diào)可提供空間冷熱負(fù)荷，作為空間冷熱負(fù)荷的調(diào)峰設(shè)備使用；冰蓄冷裝置在制冷量滿足當(dāng)前所需且電價(jià)較低時(shí)儲(chǔ)存冷水，待需要時(shí)釋放冷量；

步驟2：以運(yùn)行維護(hù)成本、購電成本、購熱成本以及燃料成本構(gòu)成的日運(yùn)行費(fèi)用最小為優(yōu)化目標(biāo)，基于冷熱電功率平衡約束、設(shè)備物理約束和儲(chǔ)能設(shè)備約束，建立考慮能量梯度利用的優(yōu)化模型；其中，熱功率平衡約束如下：

a)高品位熱平衡約束：

b)中品位熱平衡約束：

c)低品位熱平衡約束：