[發明專利]基于粒子群優化的冷熱電聯供型系統三級聯合設計方法

在審

• 申請號: 201911099249.1
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110619491A
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 徐青山;楊斌;黃煜
• 申請（專利權）人: 東南大學;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/00
• 代理公司: 32200 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 朱小兵

本發明公開了一種基于粒子群優化的冷熱電聯供型系統三級聯合設計方法，包括如下步驟：輸入冷熱電聯供系統的結構和基本數據信息；設計冷熱電聯供系統三級聯合優化架構，確定每一級的優化目標和決策變量；確定三級聯合優化的約束條件；利用粒子群算法求解三級聯合優化模型，得到冷熱電聯供系統的整體最優設計方案；本發明提出的設計方案能夠實現冷熱電聯供系統的三級優化過程的信息共享、交互，達到環保、經濟效益和節能三個目標的協同最優，有利于能源的綜合有效利用。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，特別是冷熱電聯供型系統優化調度方法。

背景技術

能源短缺、環境污染和氣候變化是當前社會面臨的三大挑戰，冷熱電聯供型系統不僅能夠通過能量的梯級利用提高一次能源利用率，還能在減少碳排放量等環保方面表現出眾。冷熱電聯供系統作為典型的多輸入輸出、多能量流和信息交互的復雜能源系統，能否高效經濟地運行，取決于系統內設備的選型、設備容量的配置以及運行策略的制定。而上述三者之間不僅相互影響、相互耦合、密不可分，而且優化的目標都各不相同，是一個典型的多級多目標協調優化問題。因此，為了使冷熱電聯供系統更節能、更環保、更經濟，研究冷熱電聯供系統的三級聯合優化設計方法具有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：為了使冷熱電聯供系統更節能、更環保、更經濟，提供一種可實現冷熱電聯供系統節能、環保、經濟效益協同最優的設計方法。

本發明為了解決上述技術問題采用以下技術方案：

本發明提出一種基于粒子群優化算法的冷熱電聯供型系統三級聯合設計方法，包括以下步驟：

(1)輸入冷熱電聯供系統的結構和基本數據信息；

(2)設計冷熱電聯供系統三級聯合優化架構，確定每一級的優化目標和決策變量；

(3)確定三級聯合優化的約束條件；

(4)利用粒子群優化算法求解三級聯合優化模型，得到冷熱電聯供系統的整體最優設計方案。

進一步的，本發明提出的一種基于粒子群優化算法的冷熱電聯供型系統三級聯合設計方法，步驟(1)輸入的數據信息包括系統參數、設備參數、負荷數據和能源價格。

進一步的，本發明提出的一種基于粒子群優化算法的冷熱電聯供型系統三級聯合設計方法，步驟(2)所述的冷熱電聯供系統三級優化架構，包括第一級以最大化年能源利用率為目標的設備選型、第二級以最小化碳排放量為目標的設備定容和第三級以最小化年運行成本為目標的運行策略；

三級的優化目標分別為：

1)一級優化目標：最大化年能源利用率

式中，η_PER為能源年利用率；為消耗的一次能源輸入量；為生產的總可用電量；為總可用熱量；為總可用冷量；

2)二級優化目標：最小化碳排放量

式中，η_CDE為年CO₂排放量；和分別為內燃發電機組和燃氣鍋爐年消耗的燃氣量；為向電網公司年購電量；G_f和G_e分別為天然氣和購電的CO₂排放量轉換系數；

3)三級優化目標：最小化年運行成本

minη_NPV＝ρC_inv+C_pur+C_om (3)