[發明專利]冷熱電氣多能互補的微能源網魯棒優化調度方法

有效

• 申請號: 201810714113.6
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108596525B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 鄒云陽;葉浩;劉晉;袁小歡;王曉峰;方曉秋;劉志林;宗哲東;馮彬;李承燦;劉瀏;胡延慧;楊舜;宋兆歐;羅鍇;呂睿;呂翔;謝光華;江遠志
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網重慶市電力公司江北供電分公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 呂小琴

1.一種冷熱電氣多能互補的微能源網魯棒優化調度方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：構建微能源網協調調度模型

步驟11：構建微能源網：所述微能源網包括供電系統、供氣系統、供熱系統和供冷系統；所述供電系統包括微電源、可中斷負荷和大電網，所述微電源包括風電機組、光伏電池和微型燃氣輪機；所述供氣系統包括天然氣網絡和P2G裝置；所述供熱系統包括用于回收所述微型燃氣輪機余熱的余熱鍋爐和燃氣鍋爐；所述供冷系統包含吸收式制冷機和電制冷機；

步驟12：基于所述微能源網構建微能源網協調調度模型：考慮供熱系統熱慣性和供冷系統的冷惰性，引入評價室內環境熱舒適度的指標控制室內采暖，以運行成本最小為目標，建立包括含P2G裝置的冷熱電氣多能互補微能源網在孤島/并網模式下的協調調度模型；

步驟二：求解微能源網協調調度模型：將風電/光伏的不確定性用期望值與波動區間描述，采用魯棒線性優化理論實現隨機優化模型的確定性轉化，克服對隨機變量概率分布的依賴性，得到微能源網協調調度問題的魯棒對等模型。

所述步驟12中，在不考慮風電和光伏發電成本的條件下，所述微能源網在孤島模式下的運行成本函數為：

式中：c_gas為天然氣的單位能量成本；G_grid.t為天然氣網絡的供氣量；ΔP_ILt、ρ_IL分別為調用的可中斷負荷功率和價格；

功率平衡約束為：

0≤ΔP_ILt≤P_Lt

式中：P_Lt為用戶的用電負荷，P_ECt、P_EGt分別為t時段電制冷機和P2G裝置的耗電功率，P_Git為機組i在時段t的出力，其中，以i＝1,2,3分別表示風電、光伏、微型燃氣輪機3個微電源。

所述步驟12中，在不考慮風電和光伏發電成本的條件下，所述微能源網在并網模式下的運行成本函數為：

式中：ρ_buy、ρ_sell分別為微能源網向大電網的購/售電價格；P_grid為微能源網與大電網的交互功率；分段函數

為處理分段函數f(x)，引入2個非負松弛變量u、v，其實質分別為微能源網向大電網的購/售電量，則有P_grid＝u-v，即可將微能源網在并網模式下的運行成本函數改寫為：

功率平衡約束為：

；

所述供電系統約束包括：

1)風/光可發電功率波動范圍約束：

式中：P_Wt、P_PVt分別為風\光可發電功率；分別為風電機組在時段t的可發電功率期望值與功率偏差；則分別為功率偏差的上/下限；分別為光伏電池在時段t的可發電功率期望值和功率偏差；則分別為功率偏差的上/下限；

2)風/光出力約束：

P_Gi.min≤P_Git≤P_Gi.max，i＝1,2

P_G1t≤P_Wt

P_G2t≤P_PVt

式中：P_Gi.min、P_Gi.max分別為機組i的最小/最大技術出力；

3)微型燃氣輪機出力約束

P_G3t＝G_G3tη_G3E

P_G3.min≤P_G3t≤P_G3.max

式中：G_G3t、η_G3E分別為微型燃氣輪機的耗氣功率和發電效率；P_G3.min、P_G3.max為微型燃氣輪機的最小/最大技術出力；

4)棄風/棄光約束

式中：π_W、π_PV分別為最大允許棄風/棄光比例；

所述供氣系統約束包括：

1)天然氣供需平衡約束

G_grid.t+G_EGt＝G_Lt+G_G3t+G_GHt

式中：G_EGt為P2G裝置的產氣功率；G_Lt為微能源網中用戶的天然氣需求；G_GHt為燃氣鍋爐的耗氣功率；

2)P2G裝置出力約束

G_EGt＝P_EGtη_EG

G_EG.min≤G_EGt≤G_EG.max

式中：η_EG為P2G裝置的綜合能量轉換效率；G_EG.min、G_EG.max為P2G裝置的出力上/下限。

所述供熱系統約束包括：

1)供熱熱網約束

H_EHt+H_GHt＝H_Lt+H_ACt

H_Lt＝γ(T_g.t-T_h.t)

T_h.t≤T_g.t≤T_gmax

-σ≤λ_PMV.t≤+σ

式中：H_EHt、H_GBt分別為t時段余熱鍋爐和燃氣鍋爐出力；H_Lt、H_ACt則分別為提供給用戶的供熱量與驅動吸收式制冷機的供熱量；T_g.t為供熱系統的供水溫度、T_h.t為供熱系統的回水溫度，γ為鍋爐供熱量與熱網供/回水溫度差間的關系系數，其大小與供熱系統的水流量有關；T_gmax為熱網最高供水溫度；σ為室內環境熱舒適度評價指標的范圍限制；

所述室內環境熱舒適度評價指標采用以下方程式描述：

λ_PMV＝(0.303e^-0.036M+0.028){M-W-3.05×10^-3×[5733-6.99(M-W)-P_a]-0.42[(M-W)-58.15]-1.7×10^-5M(5867-P_a)-0.0014M(34-t_a)-3.96×10^-8f_cl[(t_cl+273)⁴-(t_r+273)⁴]-f_clh_c(t_cl-t_a)}

式中：M、W分別為人體能量代謝率和所作的機械功率；f_cl為人體覆蓋服裝面積與裸露面積之比；h_c為表面傳熱系數；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；

供熱系統的熱慣性采用ARMA時間序列模型描述為：

T_n.t＝θ₁T_n.t-1+φ₁T_g.t-1+ω₁T_w.t-1

式中，T_n.t為采暖建筑物室內溫度，T_w.t為采暖建筑物室外溫度，階次J體現了供熱系統熱慣性大小，α、β、γ、θ、φ、ω為供熱系統熱慣性的物理參數，可通過實測數據進行參數辨識得到；

2)鍋爐出力約束

H_EHt＝G_G3tη_G3Hη_EH

H_EH.min≤H_EHt≤H_EH.max

H_GHt＝G_GHtη_GH

H_GH.min≤H_GHt≤H_GH.max

式中：η_G3H、η_EH、η_GH分別為微型燃氣輪機制熱效率、余熱鍋爐廢熱回收效率和燃氣鍋爐能源轉換效率；H_EH.min、H_EH.max、H_GH.min、H_GH.max分別為余熱鍋爐和燃氣鍋爐的出力上/下限。