[發明專利]考慮熱電聯產多供熱模式的綜合能源系統優化調度方法

在審

• 申請號: 202110698048.4
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113642829A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 顧偉;丁世興;陸帥;俞睿智;姚帥
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/06;G06F30/20;G06F111/04;G06F111/06;G06F113/04;G06F113/06;G06F113/14;G06F119/08
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 趙丹

本發明公開了一種考慮熱電聯產多供熱模式的綜合能源系統優化調度方法，該方法建立了包含熱電聯產機組全模式運行模型、熱網模型和建筑物模型的優化調度模型，所提及的熱電聯產全模式運行包括抽凝運行模式，背壓模式運行和切換運行模式，并給出了全模式運行下的約束條件。最后采用Fortuny?Amat?McCarl方法將所提的優化調度方法轉化為混合整數二次規劃模型以便于求解，從而實現在熱電聯產機組全模式運行下對電熱能流的協同優化，提高綜合能源系統的靈活性和經濟性。

技術領域

本發明屬于綜合能源系統調度領域，具體來說，涉及一種考慮熱電聯產多供熱模式的綜合能源系統優化調度方法。

背景技術

人類日益增長的能源消耗和嚴峻的環境問題，迫切要求我們發展低碳、可持續的能源體系。綜合能源系統作為一種安全、高效、清潔、靈活的能源系統，通過多能源互補和能源梯級利用來提高能源的整體效率和可再生能源消耗。在工程應用中，以電力-供熱耦合系統為代表的綜合能源系統，提高了電力系統運行的靈活性，促進風電的消納，降低能源成本，因而正越來越得到更多的關注。以熱電聯產機組為基礎的熱電一體化能源系統是熱電聯產能源系統的重要形式。天然氣聯合循環熱電聯產機組因其規模小、綜合效率高、環境影響小等優點，在北京等我國大城市熱電聯產機組中一直作為主要熱源。

然而，熱電聯產機組通常是采用“以熱定電”運行的，這影響了系統的經濟性和靈活性。當熱電聯產能滿足非高峰時段大部分用電需求時，將會有大量風電被遺棄。為了增加風電的消耗，提高能源系統的經濟效益，有必要采取措施增加含熱電聯產機組的電熱綜合能源系統的靈活性。

發明內容

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種綜合能源系統優化調度方法，設綜合能源系統中包含熱電聯產機組、風機、常規發電機組、電網、電負荷、熱網和熱負荷；該調度方法包括以下步驟：

S1建立CHP機組全模式運行模型，所述的全模式運行模式模型包括抽凝模式運行，背壓模式運行和切換模式運行，該模型為。

Ω_chp＝Ω_ae∪Ω_bp∪{(0,0)}

式中，和分別為運行在抽凝模式下的CHP機組在t時刻的熱功率和電功率，為0-1變量，表示CHP機組t時刻的模式狀態，1表示CHP以抽凝模式運行，0為其他。Ω_ae為CHP機組抽凝模式下的可行域；和分別為運行在背壓模式下的CHP機組在t 時刻的熱功率和電功率，為0-1變量，表示CHP機組t時刻的模式狀態，1表示CHP以背壓模式運行，0為其他。Ω_bp為CHP機組背壓模式下的可行域；和分別為切換模式下的CHP機組在t時刻的熱功率和電功率，為0-1變量，表示CHP機組t時刻的模式狀態，1表示CHP以背壓模式運行，0為其他，Δh為因為切換過程消耗的熱功率。Ω_chp為CHP 機組全模式運行的可行域。

所述的全模式運行模式模型

所提出的CHP機組全模式運行的約束包括機組運行邏輯約束，抽凝模式和背壓模式的最小正常運行時間/停機時間約束，切換模式的時間約束，以及模式切換次數約束。分別如下所示：

式中，和分別為抽凝模式和背壓模式的最小運行時間，和為0-1變量，如果CHP切換到抽凝模式/背壓模式，則為1，否則為0；和為0-1變量，如果CHP切從抽凝模式/背壓模式切換到其他模式，則為1，否則為0。τ_ba,為模式Ⅲ的運行時間。