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专利号: 2019104797699
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种考虑热网特性的冷热电联供微网优化调度方法,其特征在于,包括:S1:根据选定的冷热电联供微网,输入电价信息和气价信息,读取冷、热、电负荷预测信息,输入冷热电联供微网设备参数信息;

S2:建立考虑热网特性的冷热电联供微网优化调度模型,包括:设定所述冷热电联供微网日运行成本最小为目标函数,分别考虑负荷平衡约束、设备安全约束和热网特性约束;

S3:调用相关非线性求解器对步骤S2得到的所述冷热电联供微网优化调度模型进行求解;

S4:根据步骤S3中所述冷热电联供微网优化调度模型的求解结果,确定冷热电联供微网优化调度方案。

2.根据权利要求1所述的考虑热网特性的冷热电联供微网优化调度方法,其特征在于,步骤S2中所述目标函数采用下式表示:C=min(CE+CG)

上式中:C为系统日运行成本;CE为总购电费用,ce,t为时刻t的购电电价,Pgrid,t为时刻t的购电功率,Δt为调度时段长度;CG为总燃气费用,cgas为天然气单位热值价格,PGT,t为燃气轮机在时刻t的发电功率,QGB,t为燃气锅炉在时刻t的产热功率,ηGT为燃气轮机的发电效率,ηGB为燃气锅炉的产热效率。

3.根据权利要求1所述的考虑热网特性的冷热电联供微网优化调度方法,其特征在于,步骤S2中所述负荷平衡约束包括电负荷平衡约束、热负荷平衡约束和冷负荷平衡约束;

所述电负荷平衡约束具体采用下式表示:

上式中,PESC,t、PESD,t分别为蓄电池在时刻t的充、放电功率,ηESC、ηESD分别为蓄电池的充、放电效率;uC,t与uD,t分别为蓄电池在时刻t充、放电状态的二进制变量;PL,t为冷热电联供微网在时刻t的电负荷需求,PEC,t为电制冷机在时刻t的耗电功率;

所述热负荷平衡约束具体采用下式表示:

上式中,QWH,t为余热锅炉在时刻t的热回收功率, 为燃气锅炉在时刻t的热水功率,ηWH为余热锅炉的产热效率,QH,t为冷热电联供微网在时刻t的热负荷需求,QAC,t为吸收制冷机在时刻t的热回收功率;

所述冷负荷平衡约束具体采用下式表示:

PEC,tCOPEC+QAC,tηAC-QC,t=0上式中,COPEC为电制冷机的能效比,ηAC为吸收制冷机的制冷效率,QC,t为冷热电联供微网在时刻t的冷负荷需求。

4.根据权利要求1所述的考虑热网特性的冷热电联供微网优化调度方法,其特征在于,步骤S2中所述设备安全约束包括运行约束、爬坡约束、启停约束、蓄电池荷电状态约束、蓄电池充放电功率约束;

其中,所述运行约束采用下式表示:

上式中:uGT,t、uGB,t分别为表征燃气轮机、燃气锅炉在时刻t开停机状态的二进制变量;

为燃气轮机发电功率的最小值、最大值; 为燃气锅炉产热功率的最小值、最大值; 为余热锅炉产热功率的最小值、最大值;QAC,N、PEC,N为吸收制冷机和电制冷机的额定功率; 为所述冷热电联供微网向大电网购电功率的最小值、最大值;

所述爬坡约束采用下式表示:

上式中: 为分别为燃气轮机发电功率的下爬坡速率和上爬坡速率;

燃气锅炉输出热功率的下爬坡速率和上爬坡速率;

所述启停约束采用下式表示:

上式中: 分别为燃气轮机的最小开停机时间; 分别为燃气锅炉最小开、停机时间;

所述蓄电池荷电状态约束采用下式表示:

WES,t=96=WES,t=0

上式中: 为蓄电池荷电状态的最小、最大允许值,WES,t为蓄电池在时刻t的荷电状态,CBESS为蓄电池容量;WES,t-1为蓄电池在时刻t-1的荷电状态;σES为蓄电池的自放电率;

所述蓄电池充放电功率约束采用下式表示:

上式中, 分别为蓄电池的最大充、放电功率,uC,t与uD,t分别为蓄电池在时刻t充、放电状态的二进制变量。

5.根据权利要求1所述的考虑热网特性的冷热电联供微网优化调度方法,其特征在于,步骤S2中所述热网特性约束包括热源供、回水温度与热量交换约束、管道热延迟和温降约束、供热管道温度约束;

所述热源供、回水温度与热量交换约束具体如下式表示:

上式中:m为冷热电联供微网中热源的数目;QS,j,t为冷热电联供微网中第j个热源在时刻t的供热功率;Gj,t为热源j所在支路在时刻t的热水流量;Tsg,j,t、Tsh,j,t分别为热源j在时刻t的供、回水温度;

所述管道热延迟和温降约束具体如下式表示:

上式中,Te,i(t+τi)为管道i末端在时刻t的温度,τi为管道i的传输延迟时间,Ts,i(t)为管道i首端在t时刻的温度,i为供热管道索引,ρ为热水密度,Ai为管道i的横截面积,Li为管道i的长度,v为热水平均流速,mi为管道i的运行流量,Δt为调度时段间隔,λ为管道单位长度上的热传输效率,CP为热水的比热容,Ts,i(t)为管道i首端在t时刻的温度,To为管道外界的环境温度;

所述供热管道温度约束具体如下式表示:

上式中:Tsg,j,t、Tsh,j,t分别为热源j在时刻t的供、回水温度; 为供水管道温度上限;

为回水管道温度下限。