一种基于热网和房屋热惯性的综合能源系统优化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106845701A(43)申请公布日2017.06.13(21)申请号201710019950.2(22)申请日2017.01.11(71)申请人东南大学地址211189江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人楼冠男顾伟王珺陆帅骆钊吴晨雨(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人杨晓玲(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书6页说明书15页附图3页(54)发明名称一种基于热网和房屋热惯性的综合能源系统优化方法(57)摘要本发明公开了一种基于热网和房屋热惯性的综合能源系统优化方法，包括以下步骤：步骤10)分别建立考虑传输延时的热网模型以及考虑蓄热特性的建筑物模型；步骤20)结合冷热电联供系统模型、热网模型及建筑物模型，建立综合能源系统优化模型；步骤30)运用综合能源系统优化模型求解得到最优调度计划，并按照该最优调度计划，控制燃气轮机和燃气锅炉每小时的出力，并向电网与风电场购电。该方法将热网与用户均纳入调度范畴，能实现多自由度的负荷调整，提高系统运行灵活，从而为消纳风电提供更大的裕度。CN106845701ACN106845701A权利要求书1/6页1.一种基于热网和房屋热惯性的综合能源系统优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤10)分别建立考虑传输延时的热网模型以及考虑蓄热特性的建筑物模型；步骤20)结合冷热电联供系统模型、热网模型及建筑物模型，建立综合能源系统优化模型；步骤30)运用综合能源系统优化模型求解得到最优调度计划，并按照该最优调度计划，控制燃气轮机和燃气锅炉每小时的出力，并向电网与风电场购电。2.按照权利要求1所述的基于热网和房屋热惯性的综合能源系统优化方法，其特征在于，所述的步骤10)中，建立热网模型的过程为：步骤101)建立热网管道模型，具体包括步骤1011)—步骤1015)：步骤1011)建立节点流量平衡方程，如式(1)和式(2)所示：式中：qps,k,t表示第k段供水管道在t时刻的流量，单位：kg/h；qpr,k,t表示第k段回水管道在t时刻的流量，单位：kg/h；表示以节点i为终点的供水管道集合；表示以节点i为终点的回水管道集合，表示以节点i为起点的供水管道集合，表示以节点i为起点的供水管道集合，Sns表示供水管道节点集合，Snr表示回水管道节点集合，St表示调度时间段集合。步骤1012)建立管道压损方程，如式(3)至式(5)所示：式中：Δpps,k,t表示第k段供水管道在t时刻的压力损失，单位：m；μp表示压损因子，Sps表示供水管道集合，Δppr,k,t表示第k段回水管道在t时刻的压力损失，单位：m；Spr表示回水管道集合，Δppu,i,t表示第i个水泵在t时刻提供的压力，Spu表示管道中水泵集合；步骤1013)建立温度-流量-热量方程，如式(6)和式(7)所示：式中：表示第k段供水管道t时刻入口热量，单位：kW；C表示水的比热容；表示第k段供水管道t时刻入口温度，单位：℃；λ表示单位换算因子；表示第k段供水管道t时刻出口热量，单位：kW；表示第k段供水管道t时刻出口温度，单位：℃；表示第k段回水2CN106845701A权利要求书2/6页管道t时刻入口热量，单位：kW；表示第k段回水水管道t时刻入口温度，单位：℃；表示第k段回水管道t时刻出口热量，单位：kW；表示第k段回水水管道t时刻出口温度，单位：℃；步骤1014)建立温度融合方程：根据热力学第一定律，设以节点i为终点的各管道流量在节点i处融合后形成一个稳定的温度场，则以节点i为起点的管道入口温度均相等且等于节点温度，如式(8)至式(11)所示：式中：Tns,i,t表示供水管道节点i在t时刻的温度，单位：℃；Tnr,i,t表示回水管道节点i在t时刻的温度，单位：℃；步骤1015)建立热网传输延时方程：计算管道热水流速，如式(12)和式(13)所示：式中：vps,k,t表示第k段供水管道内的热水在t时刻的流速，单位：m/s；ρ表示热水密度；dk表示第k段管道内径，单位：m；vpr,k,t表示第k段回水管道内的热水在t时刻的流速，单位：m/s；热水流速约束条件满足式(14)和式(15)：式中：表示第k段供水管道在t时刻热水流速下限，单位：m/s；vps,k,t表示第k段供水管道在t时刻热水流速，单位：m/s；表示第k段供水管道在t时刻热水流速上限，单位：m/s；表示第k段回水管道在t时刻热水流速下限，单位：m/s；vpr,k,t表示第k段回水管道在t时刻热水流速，单位：m/s；表示第k段回水管道在t时刻热水流速上限，单位：m/s；计算