[發明專利]一種考慮冰蓄冷空調多模式的冷熱電聯供型微網系統

有效

• 申請號: 201810996287.6
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109004686B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 程杉;何暢;黃天力
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

1.一種冷熱電聯供型微網系統多時間尺度優化調度方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：對多能微電網系統內的冷熱電聯供設備、冰蓄冷空調、儲能裝置進行建模；

步驟2：使用多場景生成和削減技術處理可再生能源的不確定性；

步驟3：對冰蓄冷空調的不同運行方式的經濟性進行分析，利用日前優化結果選取最佳運行方式；

步驟4：建立以冷熱電聯供微網成本最小為目標的的日前優化模型；

步驟5：建立日內上層滾動優化模型，平抑調度時間尺度較長的冷熱能功率波動；

步驟6：建立日內下層滾動模型，平抑調度時間尺度較短的電能功率波動；

通過上述步驟1～步驟6，完成冷熱電聯供型微網系統多時間尺度優化調度；

所述步驟1包括以下步驟：

(1)、對微型燃氣輪機建模，其燃料耗費量能夠用一次函數近似表示為：

式中：為微型燃氣輪機在第T個時段內的輸出電功率，單位：kW；為微型燃氣輪機的啟停狀態標記位，0時為停機，1為開機；α_Fi和β_Fi為燃料系數；

微型燃氣輪機運行時，排出的高溫余熱煙氣經過余熱回收鍋爐回收后，通過熱交換機與吸收式制冷機可以制熱、制冷；不考慮環境和燃燒效率因素的影響，其微型燃氣輪機的特性模型為：

式中：為微型燃氣輪機在第T個時段的排氣余熱量；η_mt為微型燃氣輪機的發電效率；η_L為散熱損失系數；分別為熱交換機與吸收式制冷機在第T個時段提供的制熱量和制冷量；COP_h、η_h分別為熱交換機的制熱系數、煙氣回收率；COP_c、η_c分別為吸收式制冷機的制冷系數、煙氣回收率；

實際運行時，微型燃氣輪機要滿足上下限約束和爬坡率約束，即：

式中：分別為微型燃氣輪機的爬坡率上下限,單位：kW；分別為微型燃氣輪機的最小/大輸出功率；

(2)、燃料電池在日內調度中將承擔電能調度的重任，不考慮其余熱利用，其燃料耗費量為：

式中：為燃料電池在第T個時段內的輸出電功率,單位：kW；為燃料電池的啟停狀態標記位，0時為停機，1為開機；α_c和β_c為燃料系數；

(3)、蓄電池能有效的平抑電功率波動、提高冷熱電聯供型微網對可再生能源的消納能力；也可以引導蓄電池利用分時電價差異，為避免小功率和低荷電狀態下充放電對蓄電池壽命的不利影響，運行時要滿足充放電約束和荷電狀態約束，即：

式中：為蓄電池的荷電狀態；分別為蓄電池的充、放電功率，單位：kW；η_bt.chr、η_bt.dis分別為蓄電池的充、放電效率；為蓄電池的充放電狀態標記位，0時為停運，1為運行；且滿足互斥約束和充放電頻率約束，即：

實際運行時，蓄電池要滿足下式的充放電爬坡率約束：

式中：和分別為蓄電池充、放電狀態下的最小/大充、放電功率；

(4)、當熱交換機、蓄熱槽以及電鍋爐無法實現系統的熱功率平衡時，由燃氣鍋爐提供不足的部分；燃氣鍋爐的熱出力效率模型和運行約束為：

式中：為第T個時段燃氣鍋爐的天然氣耗費量；為第T個時段燃氣鍋爐的輸出熱功率，單位：kW；η_b為燃氣鍋爐的效率系數；

(5)、電鍋爐可在電價引導下實現電熱能量之間的轉換，在電價谷時期把富余的電能轉換成熱能滿足用戶熱負荷需求，其運行時要滿足上下限約束，即：

式中：和分別為第T個時段電鍋爐的耗電功率和輸出熱功率，單位：kW；為電鍋爐的額定容量；η_eh為效率系數；

(6)、蓄熱槽可以在熱能富余時儲存熱能，而在熱能不足或產熱費用較高時，釋放熱能，提高系統運行靈活性和經濟性，其滿足下式的容量約束和蓄、放熱功率約束；

式中：W_Ttst為蓄熱槽的存儲熱能，單位：kW.h；H_Ttst.chr、分別為蓄熱槽的蓄、放熱功率，單位：kW；γ_h為蓄熱槽能量自損率；η_tst.chr、η_tst.dis分別為蓄熱效率和放熱效率；為蓄熱槽的充、放電狀態標記位，0時為停止，1為運行；且滿足互斥約束，即：

與蓄電池的運行模式相同，要滿足下所示爬坡率約束；

式中：和分別為蓄熱槽蓄、放熱狀態下的最小/大蓄、放熱功率，單位：kW；

(7)、冰蓄冷空調系統由制冷機、蓄冷罐輔助設備組成，下面給出這些設備的運行約束：

①、制冷機，通過消耗電能來制或蓄冰，其運行約束如下：

式中：為第T時段制冷機消耗的電功率，單位：kW；分別為制冷機的輸出冷功率和蓄冰功率，單位：kW；分別為制冷機的蓄冰、制冷狀態標記位，0時為停止，1為運行；μ_a、為制冷機的電功率消耗系數；

②、冰蓄冷罐，冷卻塔所制造的冰儲存在冰蓄冷罐中，在某些時段進行融冰釋放冷卻能，其存在運行約束和儲能狀態約束：

式中：為蓄冷罐的融冰功率；為蓄冷罐的融冰狀態標記位，0為待機，1為融冰為第T時段蓄冷罐儲存的冷卻能；γ_Q為自損系數；η_ice.chr和η_ice.dis分別為蓄冰和融冰系數；分別為蓄冷罐的爬坡率上下限。