專利名稱：冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)的通用優(yōu)化調(diào)度策略的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度領域，建立了以運行費用最小為目標的冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度模型，可解決冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)設備較多，耦合復雜，調(diào)度困難等問題。
背景技術：
近年來，環(huán)境問題和能源問題日益嚴峻，激勵著人們不斷尋找更有效的方法合理利用能量。冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)被認為是解決能源問題和環(huán)境問題的方案之一，受到廣泛關注。在一定的冷熱電負荷下，系統(tǒng)可以有多種運行策略，目前，冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)較為典型的運行策略為以熱定電策略和以電定熱策略。其中，以熱定電策略優(yōu)先滿足系統(tǒng)對熱能的需求，如果系統(tǒng)產(chǎn)生電能不足以滿足系統(tǒng)電負荷，缺額將由向電網(wǎng)購電補充，但當系統(tǒng)產(chǎn)生多余的電能時，政策允許可以回售電網(wǎng)，否則將被廢棄；以熱定電策略優(yōu)先滿足系統(tǒng)對電能的需求，如果系統(tǒng)產(chǎn)生熱能不足以滿足系統(tǒng)熱負荷需求，缺額將由鍋爐發(fā)熱補充，但當系統(tǒng)發(fā)出多余的熱能時，將被蓄熱裝置存儲或廢棄。這兩種典型的運行策略均為固定策略，僅適用于設備較少且設備固定的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，通常系統(tǒng)中設備包含燃氣發(fā)電機、燃氣鍋爐、余熱鍋爐、吸收式制冷機、電空調(diào)。然而，隨著，技術的發(fā)展，冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)設備越來越多，系統(tǒng)配置越來越復雜，單純的以熱定電，以電定熱策略并不能滿足多設備冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度。目前，對CCHP系統(tǒng)的組成結構尚缺乏系統(tǒng)的理論支持，表I中歸納了實際工程中應用最為廣泛的11種典型CCHP系統(tǒng)組成結構，其中，各符號代表的設備名稱和所屬類型如下表所示。
權利要求
1.一種冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)的通用優(yōu)化調(diào)度策略，其特征在于，按設備功能將冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)設備分為3類:源、轉(zhuǎn)換器和儲能，其中源類設備指將天然氣類一次能源及可再生能源轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可用能量的發(fā)電或熱設備，用于向微網(wǎng)提供能量；轉(zhuǎn)換器指進行能量的單方向轉(zhuǎn)換的設備，儲能指用于能量存儲的設備；按負荷類型，將負荷劃分為類型；按不同能量在冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)中的傳遞形式的不同劃分能量母線，各類設備按其性質(zhì)連接于不同母線之間和單條母線上。整個系統(tǒng)采用母線式結構，以母線功率平衡和設備運行約束為約束條件對冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)建模，即每一條母線的輸出應等于輸入，各設備的輸出和輸入應在設備的額定運行范圍之內(nèi)，按照下列方法建立以運行費用最小為優(yōu)化目標的動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度模型并進行求解: (1)根據(jù)不同冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)選擇的設備將其按設備類型分類，歸類于源、轉(zhuǎn)換器、儲能中，將其連接于不同母線上。
(2)根據(jù)設備列寫動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度目標函數(shù)。
(3)根據(jù)系統(tǒng)能量平衡，列寫每條母線的能量平衡方程式，若某能量母線上沒有連接設備，則不列寫。
(4)根據(jù)設備物理性能，列寫設備運行約束，各設備均采用線性模型。
(5)利用混合整數(shù)線性規(guī)劃算法求解上述方程，使用0-1混合整數(shù)線性規(guī)劃的方法對動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度模型求解，根據(jù)系統(tǒng)目標和輸入約束精確的求解出系統(tǒng)最優(yōu)目標值和各設備不同時段的輸入或輸出，得到各設備每時刻運行情況。
(6)最后根據(jù)上述計算的各設備出力，執(zhí)行動態(tài)經(jīng)濟最優(yōu)調(diào)度。
2.根據(jù)權利要求1所述的冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)的通用優(yōu)化調(diào)度策略，其特征在于，源類設備包括燃氣輪機、內(nèi)燃機、微燃機聯(lián)供發(fā)電單元以及燃氣鍋爐和光伏發(fā)電設備；轉(zhuǎn)換器包括余熱鍋爐、冷暖機、換熱轉(zhuǎn)置、熱泵和電制冷機設備；儲能設備包括蓄熱裝置、蓄冷裝置、蓄電裝置。`
3.根據(jù)權利要求1所述的冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)的通用優(yōu)化調(diào)度策略，其特征在于，所述的負荷分為電負荷、蒸汽負荷、熱水負荷、冷負荷。
4.根據(jù)權利要求1所述的冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)的通用優(yōu)化調(diào)度策略，其特征在于，所述的能量母線分為:電母線、煙氣母線、蒸汽母線、熱水母線、冷母線。
5.根據(jù)權利要求1所述的冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)的通用優(yōu)化調(diào)度策略，運行費用包括向電網(wǎng)購電費用和燃料購買費用。
全文摘要
本發(fā)明屬于冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度領域，涉及冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)的通用優(yōu)化調(diào)度策略按設備功能將冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)設備分為3類源、轉(zhuǎn)換器和儲能；按負荷類型，將負荷劃分為類型；按不同能量在冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)中的傳遞形式的不同劃分能量母線，各類設備按其性質(zhì)連接于不同母線之間和單條母線上。整個系統(tǒng)采用母線式結構，以母線功率平衡和設備運行約束為約束條件對冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)建模，建立以運行費用最小為優(yōu)化目標的動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度模型并進行求解。本發(fā)明可有效解決冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)系統(tǒng)設備類型較多且耦合復雜，調(diào)度困難的問題。
文檔編號G05B19/418GK103246263SQ201310141258
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權日2013年4月22日
發(fā)明者郭力, 王成山, 洪博文, 劉文建 申請人:天津大學