[發明專利]一種低碳養殖場全環節綜合能源優化方法

在審

• 申請號: 202111356812.6
• 申請日: 2021-11-16
• 公開（公告）號: CN114066058A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 陳柯任;施鵬佳;陳晚晴;杜翼;林昶詠;李益楠;鄭楠;項康利;蔡期塬;李源非
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司經濟技術研究院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06Q50/26
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳鼎桂;蔡學俊

1.一種低碳養殖場全環節綜合能源優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1:構建低碳養殖場綜合能源系統結構，包括養殖場能量轉換中心、綜合能源配送網絡以及養殖場多能負荷；

步驟S2:基于低碳養殖場綜合能源系統結構，構建低碳養殖場綜合能源系統模型；

步驟S3：基于低碳養殖場綜合能源系統模型，以養殖場運行能耗最低為目標，獲取優化調度方案。

2.根據權利要求1所述的一種低碳養殖場全環節綜合能源優化方法，其特征在于，所述養殖場能量轉換中心主要包括變壓器、CHP、熱泵以及沼氣處理單元；所述養殖場能量轉換中心生產的電能和熱能通過綜合能源配送網絡輸送至養殖場的牲畜舍。

3.根據權利要求1所述的一種低碳養殖場全環節綜合能源優化方法，其特征在于，所述步驟S2具體為：

步驟S21：建立低碳養殖場能量生產及轉換單元數學模型；

步驟S22：對低碳養殖場配電系統進行數學建模；

步驟S23：基于分段線性化的原理，構建低碳養殖場熱網模型。

4.根據權利要求3所述的一種低碳養殖場全環節綜合能源優化方法，其特征在于，所述步驟S21具體為：對沼氣處理過程伴隨的電力消耗以及其他能量轉換單元的功率輸出進行數學描述，

沼氣處理過程伴隨的電力消耗表示為：

P_t^biogas＝η_bP_t^g (1)

式中，P_t^g為t時段沼氣處理單元產出的沼氣功率；P_t^biogas為沼氣處理過程所消耗的電功率；η_b為沼氣處理過程中的電力消耗系數。

其他能量轉換單元的功率輸出約束為：

P_t^chp＝η_eP_t^g (2)

0≤P_t^e≤P^e,max (5)

0≤P_t^g≤P^g,max (6)

0≤P_t^hp≤P^hp,max (7)

式中，η_e為CHP的氣轉電效率；η_h為CHP的氣轉熱效率；P_t^hp為熱泵消耗的電功率；為熱泵輸出的熱功率；η_hp為熱泵的電轉熱效率；P_t^e為養殖場從上級配電網購買的電功率；P^e,max為養殖場從上級配電網購買的電功率上限；P^g,max為沼氣處理單元輸入到CHP的燃氣功率上限(即沼氣處理單元最大產出燃氣功率上限)；P^hp,max為熱泵出力的上限。

5.根據權利要求3所述的一種低碳養殖場全環節綜合能源優化方法，其特征在于，所述步驟S22具體為：基于Distflow模型對配電系統建模，并將配電網潮流約束中的平方項進行線性化處理

設j是發送端，j+1是接收端，P_j+iQ_j是節點j的復功率；是節點(j+1)所帶負荷的復功率；r_f+ix_f是從節點j到節點j+1線路的復阻抗。V_j是節點j的電壓，每個節點的潮流如下表示：

1-ε≤V_j≤1+ε (11)

將配電網潮流約束中的平方項進行線性化處理，線性化的潮流約束如下所示：