[发明专利]计及需求侧管理的分布式冷热电联供系统优化运行方法

说明书

本发明涉及一种计及需求侧管理的分布式冷热电联供系统优化运行方法，该方法包括步骤：1)结合冷热电联供系统内各类可平移负荷的用电特性，从满足各时刻供能侧与需求侧的热电比相匹配的角度建立可平移负荷模型，并分别对冷热电负荷进行负荷平移；2)基于负荷平移后的冷热电联供系统，建立优化调度模型对冷热电联供系统内各设备出力进行优化求解，获得优化运行结果。与现有技术相比，本发明进行负荷平移后再对CCHP系统的优化调度模型进行求解，有效降低了各项成本。

技术领域

本发明涉及配电网内分布式能源的规划领域，尤其是涉及一种计及需求侧管理的分布式冷热电联供系统优化运行方法。

背景技术

随着全球经济和人口的增长，人们对化石能源需求日益增多，由此造成了全球性的能源危机和环境污染等问题。当前的能源发展正朝着“互联互通，协调兼容”的全球能源互联网方向发展。冷热电联供系统(combined cooling heating and power，CCHP)作为电能和热能进行转化的主要载体在未来能源发展中将发挥重要的作用，已经成为能源互联网的重要组成部分。

CCHP系统能量优化管理是冷热电联供系统研究中的重要方面，文献“冷电联供分布式供能系统能量优化管理”(郭力，许东，王成山，等.电力系统自动化，2009，33(19)：96-100)以冷负荷和电负荷为主的联供系统为主要研究对象，建立以经济性最优的目标函数，对冷电联供系统进行了能量优化管理；文献“含电热联合系统的微电网运行优化”(李振茂，张峰，梁军，等.电机工程学报，2015，35(14)：3569-3576)以热负荷与电负荷为主的冷热电联供系统与微电网相结合，以经济性最优为目标，以期实现联供系统与微电网之间的协调优化运行；文献“响应峰谷电价的冷电联供系统优化调度”(李献梅，陈瑞先，周任军，等.电力系统及其自动化学报，2016，28(4)：25-30)通过采用峰谷分时电价和固定电价，建立经济性成本最优的优化模型，对比分析冷热电联供系统在不同电价体系下的能量优化管理方案。然而仅以经济性最优的单目标优化方法，并不能使冷热电联供系统在能源利用率和环境保护等方面达到理想的要求。文献“太阳能综合利用的冷电联供系统控制策略和运行优化”(刘星月，吴宏斌.电力系统自动化，2015，39(12)：1-6)建立了计及一次能源消耗量、二氧化碳排放量以及系统运行成本等多目标优化模型，对CCHP系统的运行策略和各设备出力进行优化，优化结果证明了其模型的有效性；文献“分布式冷热电三联供系统节能协调优化调度”(周任军，冉晓洪，毛发龙，等.电网技术，2012，36(6)：8-14)建立了考虑经济成本、环境成本以及冷热电协调成本的多目标优化模型，并利用隶属度函数模糊算法来求解多目标函数问题。文献“计及变负荷特性的小型冷热电联供系统优化运行研究”(魏大钧，孙承慧，孙波.电网技术，2015，39(11)：3240-3246)考虑了燃气内燃发电机组和吸收式制冷机的变负荷特性，优化目标函数中包含了经济、能源和环境等运行成本，并采用遗传算法对模型进行了优化求解。

上述文献均是从供能侧角度对CCHP系统进行优化运行研究，冷热电联供系统供能侧的输出热电比与系统负荷侧的热电比匹配性差，系统设备出力的波动性较大同时对联供系统优化运行中的综合效益也产生很大的影响。文献“燃气分布式供能系统冷热电负荷分析”(李伟，赵志渊.沈阳工程学院学报，2015，11(4)：313-318)指出联供系统设备容量在全年的运行中始终无法全部利用，其设备利用率不高将导致联供系统的经济性较差，也造成了很多分布式能源建设运行达不到理想的效果；文献“冷热电联供系统运行方式性能优化分析”(蒋润花，杨晓西，杨敏林，等.工程热物理学报，2003，34(10)：1818-1822)在冷热电联供系统供能侧热电比不变的情况下，分析了系统在“以电定冷”和“以冷定电”两种运行策略下，系统节能效益与需求侧冷电比的关系。结果表明冷电联供系统在冷电比达到某一定值时，节能效益存在最优值；文献“基于需求侧视角的天然气分布式热电联产系统节能效益分析”(任洪波，吴琼，任建兴.中国电机工程学报，2015，35(17)：4430-4438)基于热电联供系统供能侧和需求侧的电能和热能的动态平衡，研究联供系统运行的节能效益，研究结果表明联供系统在供能侧和需求侧的均衡点处的节能效益最大。