一种综合能源系统的优化调度方法.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CN113610305A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110919343.8(22)申请日2021.08.11(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市玄武区四牌楼2号申请人国网江苏省电力有限公司(72)发明人杜渐杨凯彭涛彭欣(74)专利代理机构北京智绘未来专利代理事务所(普通合伙)11689代理人张红莲王萍(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书3页说明书7页附图1页(54)发明名称一种综合能源系统的优化调度方法(57)摘要一种综合能源系统的优化调度方法，包括以下步骤：步骤1，建立热网管道动态模型；步骤2，建立一级网与二级网换热过程的模型；步骤3，促进风电消纳，在系统运行总成本中加入弃风惩罚，建立以使系统总运行成本最低的目标函数；步骤4，设置综合能源系统约束条件，步骤5，以步骤4的约束条件，对步骤1至3的模型求解，考虑热网蓄热后，可使热电联产根据系统风电预测出力和电负荷需求调整自身出力，实现系统热负荷跨时段转移，最终达到提升系统风电消纳水平、降低系统一天内用能总成本的目标。充分考虑供热管网的天然储热能力，促进风电消纳提升。CN113610305ACN113610305A权利要求书1/3页1.一种综合能源系统的优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立热网管道动态模型；步骤2，建立一级网与二级网换热过程的模型；步骤3，促进风电消纳，在系统运行总成本中加入弃风惩罚，建立以使系统总运行成本最低的目标函数；步骤4，设置综合能源系统约束条件；步骤5，以步骤4的约束条件，对步骤1至3的模型求解，考虑热网蓄热后，可使热电联产根据系统风电预测出力和电负荷需求调整自身出力，实现系统热负荷跨时段转移，最终达到提升系统风电消纳水平、降低系统一天内用能总成本的目标。2.根据权利要求1所述的一种综合能源系统的优化调度方法，其特征在于：步骤1中，以如下公式表示热网管道动态模型，Acp(Ti,j+1‑Ti,j)Δx+ρAcpU(Ti,j‑Ti‑1,j)Δτ+kπD(Ti,j+1‑Ts)ΔxΔτ＝0式中：i表示供热管道的物理节点；j表示时间节点；ρ表示密度；A表示供热管道的截面积；cp表示工质比热容；Δx表示沿供热管道位置变化量；Ti,j表示物理节点i在时间节点j的温度；U表示工质流速；Δτ表示时间变化量；k表示传热系数；D表示供热管道的直径；Ts表示土壤温度。3.根据权利要求2所述的一种综合能源系统的优化调度方法，其特征在于：热网模型可以简化为以如下公式表示，式中：Γi,j＝Ti,j‑Ts表示供热管道的物理节点i在时间节点j与土壤温度之差。4.根据权利要求2所述的一种综合能源系统的优化调度方法，其特征在于：步骤2中，以如下公式表示立一级网与二级网换热过程的模型，Hhs＝ρhsmstm,hsHhs≤Hhs,max2CN113610305A权利要求书2/3页式中：Hhs表示一级管网换热站热功率；ρhs表示工质热质比；mstm,hs表示一级管网换热站蒸汽流量；Hhs,max表示一级管网换热站最大热功率；Hhl表示二级管网换热站热功率；Thl,in表示二级管网入口温度；Tb表示建筑物温度；Ren,hl表示二级管网侧换热器热阻；Ren,b表示建筑物侧换热器热阻；mhl表示二级管网换热站工质流量；cp表示工质比热容；mp,hl表示二级管网供热管道工质流量；khl表示二级管网换热站传热系数；Ahl表示二级管网换热站面积；kb表示建筑物传热系数；Ab表示建筑物面积。5.根据权利要求2所述的一种综合能源系统的优化调度方法，其特征在于：步骤3中，以如下公式表示目标函数，式中：N表示总时段数量；Ntp表示火电机组数量；NCHP表示CHP机组数量；Nhs表示燃煤机组数量；Ctp,γ,j表示火电机组j时段发电成本，为发电出力的正比例函数；SU,γ,j表示火电机组j时段启动成本；SD,γ,j表示火电机组j时段停机成本；3CN113610305A权利要求书3/3页CCHP,P,γ,j表示CHP机组j时段发电出力成本为，发电出力的正比例函数；CCHP,Q,γ,j表示CHP机组j时段供热出力成本，为供热出力的正比例函数；Chs,γ,j表示一级管网换热站j时段成本，为换热功率的正比例函数；CW表示弃风电量的惩罚项，式中：Kcut表示弃风惩罚；Pj,pre表示j时段预测功率；Pj表示j时段风电消纳功率。6.根据权利要求2所述的一种综合能源系统的优化调度方法，其特征在于：步骤4中，包括：热电机组约束、燃煤机组约束、火电机组约束和电力网络约束，具体约束条件为功率守恒和不超过安全运