[发明专利]一种冷热电综合能源系统优化运行方法

说明书

本发明提供了一种冷热电综合能源系统优化运行方法，所述方法包括如下步骤：1)以所述冷热电综合能源系统整体运行经济性最优为核心，考虑所述冷热电综合能源系统的多时间尺度特性构建系统运行总成本最小目标函数；2)考虑了所述冷热电综合能源系统的多时间尺度特性，建立设备约束模型和功率平衡约束模型，作为对所述系统运行总成本最小目标函数的约束条件；3)采用分支定界法，根据步骤2)中的约束条件对所述系统运行总成本最小目标函数进行求解。本发明的方法针对冷热电综合能源系统的复杂结构与运行机理，能够提高能源利用效率，降低了运行成本，实现了冷热电综合能源系统的优化运行。

技术领域

本发明属于综合能源系统领域，特别涉及一种冷热电综合能源系统优化运行方法。

背景技术

冷热电综合能源系统是一种建立在能量的梯级利用概念基础上，以天然气为一次能源，产生热能、电能、冷能的联产联供系统。它以天然气为燃料，利用小型燃气轮机、燃气内燃机、微燃机等设备将天然气燃烧后获得的高温烟气首先用于发电，然后利用余热在冬季供暖；在夏季通过驱动吸收式制冷机供冷；同时还可提供生活热水,充分利用了排气热量。一次能源利用率可提高到80％左右，大量节省了一次能源。

燃气冷热电三联供系统按照供应范围，可以分为区域型和楼宇型两种。区域型系统主要是针对各种工业、商业或科技园区等较大的区域所建设的冷热电能源供应中心。设备一般采用容量较大的机组，往往需要建设独立的能源供应中心，还要考虑冷热电供应的外网设备。楼宇型系统则是针对具有特定功能的建筑物，如写字楼、商厦、医院及某些综合性建筑所建设的冷热电供应系统，一般仅需容量较小的机组，机房往往布置在建筑物内部，不需要考虑外网建设。

与传统的集中式发电、远程送电模式比较，燃气热电冷三联供可以大大提高能源利用效率：大型发电厂的发电效率一般为30％～40％；而冷热电综合能源系统能源利用效率提高到80～90％，且没有输电损耗。

冷热电综合能源系统本质上是一个冷热电多种能量耦合系统，结构与运行机理复杂，多种规律并存且相互作用，具有参数变量繁多、非线性、不确定、多层次等特点，因此其系统结构和工作流程复杂多样。目前，关于如何参考冷热电多种能量耦合系统的多时间尺度特性，充分梯级利用各种能源，实现冷、热、电等多种能量的高效互补供给，提高能源利用效率，降低运行成本，仍然是运行过程所面临的一大难题。因此，针对上述问题，需要提出一套具体的解决方案，来完善冷热电综合能源系统的优化运行。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种冷热电综合能源系统优化运行方法，所述方法包括如下步骤：

1)以所述冷热电综合能源系统整体运行经济性的最优化为核心，基于所述冷热电综合能源系统的多时间尺度特性构建系统运行总成本最小目标函数；

2)基于所述冷热电综合能源系统的多时间尺度特性，建立设备约束模型和功率平衡约束模型，作为对所述系统运行总成本最小目标函数的约束条件；

3)采用分支定界法，根据所述步骤2)中的约束条件对所述系统运行总成本最小目标函数进行求解。

其中，所述步骤1)中系统运行总成本最小目标函数如下：