1.一种考虑石油化工企业工业余热供暖的综合能源系统优化调度方法,其特征在于,包括:步骤一:构建以综合能源系统日运行成本最小为目标函数的优化调度模型;步骤二:构建优化调度模型的约束条件;步骤三:考虑污染物排放量和弃风量,构建以日运行成本、环境保护成本和弃风成本为综合评价指标的优化调度模型;步骤四:求解优化问题。
2.根据权利要求1所述的考虑石油化工企业工业余热供暖的综合能源系统,其特征在于,将石油化工企业工业余热作为主热源加入热电联供综合能源系统,构建涵盖电、气、热三种能源形式的系统。
3.根据权利要求1所述的日运行成本,其特征在于,所述日运行成本CT由维护成本COM、购电成本CES、购气成本CF和购热成本CH组成,总成本为:minCT=COM+CES+CF+CH所述机组运行维护成本表示为:t
其中,ξOM_i为设备i单位输出功率所需的运行维护价格;Pout_i为设备i在时间段t的输出功率;T为单位时间段长度;
所述购电成本表示为:
t
其中,ξbuy为购电价格,Pbuy为时间段t的购电功率;
所述购气成本表示为:
t
其中,ξgas为购气价格,Fbuy为时间段t的购气量;
所述购热成本表示为:
t
其中,ξhot为余热价格,Hbuy为时间段t购买余热的量。
4.根据权利要求1所述的约束条件,其特征在于,所述约束条件包括:电功率平衡约束、天然气平衡约束、电、热、气网络约束及消纳风电约束、热功率平衡约束、设备运行约束、储能设备约束;
所述电功率平衡约束表示为:t t t t
其中,Pbuy为主电网购电功率;PGT为燃气轮机输出电功率;P V为风机发电功率;PE为用t t
电负荷;PHP为电热泵消耗的电功率;PP2G为P2G设备输入的电功率;
所述天然气平衡约束表示为:t t t
其中,F buy为购入的天然气量;F GS,out为P2G设备输出的天然气量;FGT为燃气轮机消耗t
的天然气量;FGB为燃气锅炉消耗的天然气量;
所述电、热、气网络约束及消纳风电约束表示为:e,max e,min g,max g,min其中,Pnet 、Pnet 分别为综合能源系统与电网交互功率上下限;Pnet 、Pnet 分h,max h,min
别为综合能源系统与天然气网交互功率的上下限;Pnet 、Pnet 分别为余热输入功率的e,max e,min
上下限;Pde 、Pde 分别为消纳风电功率的上下限;
所述热功率平衡约束表示为:t t t
其中,HGB_S为燃气锅炉输出功率;HGT_S为燃气轮机输出功率;HHP_M为电热泵输出功率;
h t t h
Sdis为储热装置放热功率;Hbuy为余热输入功率;HH为热负荷;Scha为储热装置输入功率;
所述设备运行约束表示为:on off on off其中,T ET_t和T ET_t分别为t时刻系统设备运行和停机时间;T ET_min和T ET_min分别为t
系统设备最短运行和最短停机时间;P为设备i在时段t的输入、输出功率;U为0‑1变量,表max min
示t时刻输入或输出的状态;P 和P 分别为设备i在时段t输入和输出功率的上下限;D和R分别为设备i在时段t输入和输出功率的向下和向上爬坡速率;T为设备运行状态,1表示启动,0表示停止;
所述储能设备约束表示为:max min
其中,Ci 和Ci 分别为储能设备i的最大和最小储存容量;CL_i和CT_i分别为储能设备imax max t
的初始状态和终止状态;S s_i和S r_i分别表示储能设备i的最大充电和放电功率;γs_it t
和γr_i为0‑1状态变量,分别表示储能设备i在时段t的充能和放能状态;γs_i为1时表示充t
能,γr_i为1时表示放能。
5.根据权利要求1所述的综合评价指标优化调度模型,其特征在于,所述优化调度模型在原有调度模型中加入环保惩罚成本CE和弃风惩罚成本CP,以总运行成本、污染物排放量和弃风量作为系统的综合评价指标,目标函数可以表示为:minC=CT+CE+CP所述环保成本表示为:
其中,m为污染物种类数总和;n为设备个数;j为所排放污染物相对应的的类别编号;αij表示系统中设备i对污染物j的排放系数;βj表示处理污染物j需要的成本;
所述弃风成本表示为:
其中,α为弃风单价; 为T时段期望风电出力; 为T时段风电消纳功率。
6.根据权利要求1所述的优化问题,其特征在于,所述综合能源系统的优化问题为混合整数规划问题,系统中各设备的出力属于连续型变量,储能设备的启停状态属于0‑1变量,所述混合整数规划问题采用CPLEX求解器进行求解。