本發(fā)明涉及熱電聯(lián)產(chǎn)控制，特別涉及一種基于壓縮二氧化碳儲能的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)度方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著全球能源轉(zhuǎn)型的加速，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)(combined?heating?and?powersystem，chp)作為實現(xiàn)能源高效利用和優(yōu)化配置的關鍵技術，正受到越來越多的關注。chp系統(tǒng)通過整合電力、熱力等多種能源形式，旨在提高能源利用效率，降低碳排放，實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。

2、壓縮二氧化碳儲能(compressed?carbon?dioxide?energy?storage，cces)技術作為一種新型的儲能方式，因其高能量密度、環(huán)境友好性以及較寬的操作溫度范圍等優(yōu)勢，在能源存儲領域顯示出巨大潛力。同時，cces技術還具有熱電聯(lián)供特性這一顯著優(yōu)勢，可以在儲存電能的同時提供熱能，使其在熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中具有獨特的優(yōu)勢。

3、目前，雖然已有將壓縮二氧化碳儲能系統(tǒng)應用于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的方案，但在具體實現(xiàn)時，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)仍存在一些問題；首先，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)中發(fā)電量和產(chǎn)熱量相互依存，增加了傳統(tǒng)調(diào)度問題的復雜性；其次，傳統(tǒng)的集中式調(diào)度方法在面對日益復雜的電力系統(tǒng)拓撲結(jié)構以及大量接入的分布式電源時，缺乏魯棒性和靈活性；此外，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的調(diào)度問題被建模為一個高維和非光滑的目標函數(shù)，具有大量的非線性約束，需要強大的優(yōu)化算法和相當長的時間來解決。在分布式優(yōu)化調(diào)度方法中，雖然計算量更小、可靠性更高，但需要設置“領導者”來承擔功率偏差，并不完全屬于分布式求解方法。此外，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的調(diào)度策略需要考慮熱電分配比例調(diào)度及寬運行工況下的變化情況，以評估系統(tǒng)運行熱電容量和響應跟蹤的靈活性。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例的目的是提供一種基于壓縮二氧化碳儲能的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)度方法，通過靈活調(diào)整儲能模塊的充放電策略以適應電網(wǎng)需求和成本效益最大化，能夠?qū)崟r響應電網(wǎng)和熱網(wǎng)的負荷變化，通過自動調(diào)整運行模式，優(yōu)化資源分配，實現(xiàn)成本效益的最大化。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例的第一方面提供了一種基于壓縮二氧化碳儲能的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)度方法，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括：壓縮二氧化碳儲能裝置、配電網(wǎng)和區(qū)域熱網(wǎng)，所述配電網(wǎng)包括：若干個新能源機組和電負荷，所述區(qū)域熱網(wǎng)包括：區(qū)域熱源和熱負荷，所述調(diào)度方法包括如下步驟：

3、獲取所述若干個新能源機組在當前調(diào)度周期的發(fā)電功率預測值、壓縮二氧化碳儲能裝置中儲能模塊的可充放電能功率、所述區(qū)域熱源的可獲取熱能；

4、獲取所述配電網(wǎng)的電負荷需求預測值和所述區(qū)域熱網(wǎng)的熱負荷需求預測值；

5、基于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)度模型，結(jié)合所述發(fā)電有功功率值、所述可充放電能功率、所述可獲取熱能、所述電負荷需求預測值和所述熱負荷需求預測值，獲取所述壓縮二氧化碳儲能裝置的調(diào)度策略。

6、進一步地，所述獲取所述壓縮二氧化碳儲能裝置的調(diào)度策略，包括：

7、獲取所述若干個新能源機組在當前調(diào)度周期的發(fā)電功率預測值，計算所述配電網(wǎng)的電負荷需求預測值減去所述發(fā)電功率預測值的差值；

8、當所述差值小于0時，如所述差值小于或等于所述壓縮二氧化碳儲能裝置的儲能模塊可吸收電能功率，則控制所述儲能模塊放電以滿足所述電負荷需求預測值與所述若干個新能源機組發(fā)電功率預測值的差值；如所述差值大于所述儲能裝置的儲能模塊可吸收電能功率，則采用棄風棄光策略，損失多余新能源發(fā)電量；

9、當所述差值等于0時，判定所述發(fā)電功率預測值滿足所述電負荷需求預測值；

10、當所述差值大于0時，如所述差值小于或等于所述儲能模塊可釋放電能功率，則控制所述儲能模塊的可釋放電能功率滿足所述電負荷需求預測值與所述發(fā)電功率預測值的差值，如所述差值大于所述儲能模塊可釋放電能功率，獲取當前調(diào)度周期中所述區(qū)域熱源的可獲取熱能并將其轉(zhuǎn)化為電能后，控制所述儲能模塊的可釋放電能功率和所述區(qū)域熱源的可獲取熱能轉(zhuǎn)化后得到的電能共同滿足所述電負荷需求預測值與所述發(fā)電功率預測值的差值。

11、進一步地，所述控制所述儲能模塊的可釋放電能功率和所述區(qū)域熱源的可獲取熱能轉(zhuǎn)化后得到的電能共同滿足所述電負荷需求預測值與所述發(fā)電功率預測值的差值之后，還包括：

12、如所述儲能模塊的可釋放電能功率和所述區(qū)域熱源的可獲取熱能轉(zhuǎn)化的電能之和仍小于所述電負荷需求預測值與所述發(fā)電功率預測值的差值，則獲取所述主輸電網(wǎng)的交換有功功率或所述主熱網(wǎng)的交換熱量，滿足剩余的所述電負荷需求預測值。

13、進一步地，所述通過獲取所述主輸電網(wǎng)的交換有功功率或所述主熱網(wǎng)的交換熱量，滿足剩余的所述電負荷需求預測值，包括：

14、獲取所述主輸電網(wǎng)的單位有功功率成本和所述主熱網(wǎng)的單位交換熱量成本；

15、基于所述主輸電網(wǎng)的單位有功功率成本和所述主熱網(wǎng)的單位交換熱量成本，選擇二者中的數(shù)值較小者作為補充能源，滿足剩余的所述電負荷需求預測值。

16、進一步地，所述獲取所述壓縮二氧化碳儲能裝置的調(diào)度策略，包括：

17、獲取所述區(qū)域熱源的最大出力熱功率和最小出力熱功率；

18、當所述區(qū)域熱網(wǎng)的熱負荷需求預測值小于所述區(qū)域熱源的最小出力熱功率，控制所述區(qū)域熱源的部分功率滿足所述熱負荷需求預測值，將所述區(qū)域熱源的剩余功率存儲至所述壓縮二氧化碳儲能裝置的蓄熱模塊；

19、當所述熱負荷需求預測值大于或等于所述區(qū)域熱源的最小出力熱功率且小于所述最大出力熱功率時，依據(jù)所述熱負荷需求預測值調(diào)度所述區(qū)域熱源的熱能；

20、當所述熱負荷需求預測值大于或等于所述區(qū)域熱源的最大出力熱功率時，使所述區(qū)域熱源以最大出力熱功率滿足所述熱負荷需求預測值，同時控制所述儲能模塊電能發(fā)熱，以滿足所述熱負荷需求預測值。

21、進一步地，所述使所述區(qū)域熱源以最大出力熱功率滿足所述熱負荷需求預測值，同時控制所述儲能模塊電能發(fā)熱之后，還包括：

22、如所述儲能模塊的可釋放電能功率相應的熱功率和所述區(qū)域熱源的最大出力熱功率之和仍小于所述熱負荷需求預測值，獲取所述主輸電網(wǎng)的交換有功功率或所述主熱網(wǎng)的交換熱量，滿足剩余的所述熱負荷需求預測值。

23、進一步地，所述獲取所述主輸電網(wǎng)的交換有功功率或所述主熱網(wǎng)的交換熱量，包括：

24、獲取所述主輸電網(wǎng)的單位有功功率成本和所述主熱網(wǎng)的單位交換熱量成本；

25、基于所述主輸電網(wǎng)的單位有功功率成本和所述主熱網(wǎng)的單位交換熱量成本，選擇二者中的數(shù)值較小者作為補充能源，滿足剩余的所述熱負荷需求預測值。

26、進一步地，所述熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)度模型的配電網(wǎng)潮流約束公式為：

27、

28、其中，it,ij代表線路ij上t時刻電流值；vt,i代表節(jié)點i在t時刻的電壓幅值；pt,ij和qt,ij代表線路ij上t時刻的有功和無功功率；ωi代表所有與i相連的節(jié)點合集；和分別代表在t時刻節(jié)點i處負荷的有功和無功功率；rij和xij分別代表線路ij的電阻和電抗；代表線路ij上電流最大值；和分別代表節(jié)點i電壓幅值的最大和最小值；

29、所述熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)度模型的熱平衡約束公式為：

30、phsou,t+pmh,t+pchl,t＝phload,t+pcwh,t；

31、其中，phsou,t為t時刻區(qū)域熱源的供熱功率，pmh,t為t時刻主熱網(wǎng)的供熱功率，pchl,t為t時刻cces給區(qū)域熱負荷的供熱功率，phload,t為區(qū)域熱網(wǎng)的熱負荷需求預測值，pcwh,t為表示t時刻cces從熱源吸收的熱量；

32、所述熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)度模型的新能源并網(wǎng)約束公式為：

33、

34、其中，為新能源實際并網(wǎng)功率，為新能源發(fā)電功率；

35、所述主輸電網(wǎng)的獲取功率約束公式為：

36、

37、其中，為配電網(wǎng)與輸電網(wǎng)平衡節(jié)點有功功率交換最小值，為平衡節(jié)點實際交換有功功率值，為平衡節(jié)點有功功率交換最大值。

38、相應地，本發(fā)明實施例的第二方面提供了一種基于壓縮二氧化碳儲能的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括：壓縮二氧化碳儲能裝置、配電網(wǎng)和區(qū)域熱網(wǎng)，所述配電網(wǎng)包括：若干個新能源機組和電負荷，所述區(qū)域熱網(wǎng)包括：區(qū)域熱源和電負荷，包括：

39、熱電數(shù)據(jù)獲取模塊，其用于獲取所述若干個新能源機組在當前調(diào)度周期的發(fā)電功率預測值、壓縮二氧化碳儲能裝置中儲能模塊的可充放電能功率和所述區(qū)域熱源的可獲取熱能；

40、負荷數(shù)據(jù)獲取模塊，其用于獲取所述配電網(wǎng)的電負荷需求預測值和所述區(qū)域熱網(wǎng)的熱負荷需求預測值；

41、調(diào)度策略制定模塊，其用于基于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)度模型，結(jié)合所述發(fā)電功率預測值、所述可充放電能功率、所述可獲取熱能、所述電負荷需求預測值和所述熱負荷需求預測值，獲取所述壓縮二氧化碳儲能裝置的調(diào)度策略。

42、相應地，本發(fā)明實施例的第三方面提供了一種電子設備，包括：至少一個處理器；以及與所述至少一個處理器連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器執(zhí)行上述基于壓縮二氧化碳儲能的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)度方法。

43、相應地，本發(fā)明實施例的第四方面提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機指令，該指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述基于壓縮二氧化碳儲能的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)度方法。

44、本發(fā)明實施例的上述技術方案具有如下有益的技術效果：

45、1.能夠?qū)崟r響應電網(wǎng)和熱網(wǎng)的負荷變化，通過自動調(diào)整運行模式，優(yōu)化資源分配，實現(xiàn)成本效益的最大化；

46、2.通過獲取預設調(diào)度周期內(nèi)的電負荷需求預測值和熱負荷需求預測值，以及電網(wǎng)電價和外部熱源購熱單價，可以精確預測和計劃熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運行，減少能源浪費，提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。

47、附圖說明

48、圖1是本發(fā)明實施例提供的基于壓縮二氧化碳儲能的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)度方法流程圖；

49、圖2是本發(fā)明實施例提供的基于壓縮二氧化碳儲能的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)度模塊框圖。