[发明专利]考虑热电联产多供热模式的综合能源系统优化调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑热电联产多供热模式的综合能源系统优化调度方法，该方法建立了包含热电联产机组全模式运行模型、热网模型和建筑物模型的优化调度模型，所提及的热电联产全模式运行包括抽凝运行模式，背压模式运行和切换运行模式，并给出了全模式运行下的约束条件。最后采用Fortuny‑Amat‑McCarl方法将所提的优化调度方法转化为混合整数二次规划模型以便于求解，从而实现在热电联产机组全模式运行下对电热能流的协同优化，提高综合能源系统的灵活性和经济性。

技术领域

本发明属于综合能源系统调度领域，具体来说，涉及一种考虑热电联产多供热模式的综合能源系统优化调度方法。

背景技术

人类日益增长的能源消耗和严峻的环境问题，迫切要求我们发展低碳、可持续的能源体系。综合能源系统作为一种安全、高效、清洁、灵活的能源系统，通过多能源互补和能源梯级利用来提高能源的整体效率和可再生能源消耗。在工程应用中，以电力-供热耦合系统为代表的综合能源系统，提高了电力系统运行的灵活性，促进风电的消纳，降低能源成本，因而正越来越得到更多的关注。以热电联产机组为基础的热电一体化能源系统是热电联产能源系统的重要形式。天然气联合循环热电联产机组因其规模小、综合效率高、环境影响小等优点，在北京等我国大城市热电联产机组中一直作为主要热源。

然而，热电联产机组通常是采用“以热定电”运行的，这影响了系统的经济性和灵活性。当热电联产能满足非高峰时段大部分用电需求时，将会有大量风电被遗弃。为了增加风电的消耗，提高能源系统的经济效益，有必要采取措施增加含热电联产机组的电热综合能源系统的灵活性。

发明内容

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种综合能源系统优化调度方法，设综合能源系统中包含热电联产机组、风机、常规发电机组、电网、电负荷、热网和热负荷；该调度方法包括以下步骤：

S1建立CHP机组全模式运行模型，所述的全模式运行模式模型包括抽凝模式运行，背压模式运行和切换模式运行，该模型为。

Ω_chp＝Ω_ae∪Ω_bp∪{(0,0)}

式中，和分别为运行在抽凝模式下的CHP机组在t时刻的热功率和电功率，为0-1变量，表示CHP机组t时刻的模式状态，1表示CHP以抽凝模式运行，0为其他。Ω_ae为CHP机组抽凝模式下的可行域；和分别为运行在背压模式下的CHP机组在t 时刻的热功率和电功率，为0-1变量，表示CHP机组t时刻的模式状态，1表示CHP以背压模式运行，0为其他。Ω_bp为CHP机组背压模式下的可行域；和分别为切换模式下的CHP机组在t时刻的热功率和电功率，为0-1变量，表示CHP机组t时刻的模式状态，1表示CHP以背压模式运行，0为其他，Δh为因为切换过程消耗的热功率。Ω_chp为CHP 机组全模式运行的可行域。

所述的全模式运行模式模型

所提出的CHP机组全模式运行的约束包括机组运行逻辑约束，抽凝模式和背压模式的最小正常运行时间/停机时间约束，切换模式的时间约束，以及模式切换次数约束。分别如下所示：

式中，和分别为抽凝模式和背压模式的最小运行时间，和为0-1变量，如果CHP切换到抽凝模式/背压模式，则为1，否则为0；和为0-1变量，如果CHP切从抽凝模式/背压模式切换到其他模式，则为1，否则为0。τ_ba,为模式Ⅲ的运行时间。