[发明专利]一种含风光可再生能源的热电联供系统运行方法

说明书

本发明公开了一种含风光可再生能源的热电联供系统运行方法包括设置含再生能源的系统优化目标以及约束函数，建立优化模型；基于蒙特卡洛随机抽样的多目标优化算法，求解所述优化模型，获取多个Pareto最优解；设置决策者偏好信息，从多个Pareto最优解中选择一个最为热电联供系统的运行方案。本发明通过多目标优化方法对热电联供系统进行优化，同时充分考虑到了热电负荷、可再生能源发电的不确定性以及费用等因素，符合实际情况，可行性更强，另外本发明采用进化多目标优化算法获取一组各有优点的Pareto最优解，供决策者根据不同情况进行选择并实施热电联供系统的运行方案。本发明创造用于计算热电联供系统的最优化运行方案。

技术领域

本发明涉及一种含风光可再生能源的热电联供系统运行方法技术领域。

背景技术

能源、发展和环境问题交织在一起，成为制约我国现代化建设的瓶颈。为提高能源利用率，实现节能环保，建立在能源梯级利用的概念基础上的热电联供(Combined Heatand Power,CHP)系统逐渐成为各国努力发展的一种能源利用方式。

CHP系统可以同时考虑热负荷和电负荷的供应，利用发电过程中产生的余热存储供暖，可以有效地实现能源的梯次利用，大大提高能源的利用率。CHP系统最优化经济运行的核心在于满足用户热电负荷需求的前提下，如何根据微源配置(即参与微源的种类、微源的运行参数等)制定系统未来一段时间内的运行方案，即各微源在各时段的功率分配。

可再生能源因其取之不竭、清洁环保等特点，越来越受到人们的重视，成为各方大力发展，用于应对能源和环境问题的重要手段。如今，考虑将可再生能源引入到CHP系统中，无疑能够进一步提高能源利用率，同时达到节能减排的目的。

目前关于CHP系统最优化运行的研究大都集中于考虑燃气电机、燃气锅炉、余热回收系统等设备的优化配置，鲜有考虑可再生能源使用的情况，特别是，计及可再生能源随机性和不确定性特点的CHP系统最优化运行方案设计。此外，CHP系统的最优化运行，一般都以经济最优化为主，没有考虑到最小化污染如CO2，NO的排放量，即没有考虑到同时优化多个目标的实际需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：一种含风光可再生能源的热电联供系统多目标最优化运行控制方法。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种含风光可再生能源的热电联供系统运行方法，包括以下步骤：

步骤1.设置含再生能源的系统优化目标以及约束函数，建立优化模型；

步骤2.基于蒙特卡洛随机抽样的多目标优化算法，求解所述优化模型，获取多个Pareto最优解；

步骤3.设置决策者偏好信息，从多个Pareto最优解中选择一个作为热电联供系统的运行方案。

作为上述技术方案的进一步改进，所述系统优化目标是指最小化系统运行费用以及最小化系统污染排放量，基于所述系统优化目标所建立的优化模型如表达式1所示，其中α和β分别为约束的概率，C_i表示热电联供系统运行过程中产生的各项价格或费用，E_i表示热电联供系统运行过程中产生的各种温室气体量，f_cost表示预设的最小化系统运行费用，f_emission表示预设的最小化系统污染排放量。

作为上述技术方案的进一步改进，所述系统运行费用包括电网购电费、燃料电池使用费、天然气使用费、微源维护费以及电网售电收入；所述系统污染物排放量包括燃气锅炉燃烧天然气所产生的气体的总排放量。

作为上述技术方案的进一步改进，所述约束函数包括电能平衡约束、热能平衡约束、电网功率交换约束、燃料电池运行约束、余热锅炉运行约束、燃气锅炉运行约束以及蓄电池运行约束。

作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤2包括以下步骤：