[发明专利]考虑CHP机组快速爬坡能力约束的电热耦合系统动态优化调度方法

说明书

考虑CHP机组快速爬坡能力约束的电热耦合系统动态优化调度方法，包括以下步骤：步骤1：建立CHP机组快速爬坡能力约束模型；步骤2：考虑CHP机组快速爬坡能力约束，构建电热耦合系统CEHS优化调度模型；步骤3：设计CEHS双层动态优化调度策略，采用基于径向基函数的拟序贯法，求解内层CHP机组控制过程动态优化问题；采用动态自适应粒子群算法，生成外层系统调度稳态优化方案。本发明一种考虑CHP机组快速爬坡能力约束的电热耦合系统动态优化调度方法，在保证调度方案的可行性和安全可靠性的前提下，有效促进风力发电实现最大化消纳，从而提升灵活性改造的CHP机组参与CEHS调度的有效性，且具备成本低的优点。

技术领域

本发明涉及电热耦合系统优化调度技术领域，具体涉及一种考虑CHP机组快速爬坡能力约束的电热耦合系统动态优化调度方法。

背景技术

因生产工艺需要，大型工业企业常配备热电联产(CHP)电厂来供应全部热力需求，并服从电网调度参与区域电力供应。但企业自备CHP机组刚性电出力严重挤占新能源消纳空间，阻碍了企业响应碳配额政策。近年来，电热耦合系统(CEHS)通过CHP机组灵活性改造提升电出力快速爬坡能力，但改造后的机组特性及其CEHS优化调度愈加复杂，因此考虑CHP机组快速爬坡能力的CEHS动态优化调度方法研究，对支撑被改造CHP机组运行、提升系统调度灵活性具有重要意义。

根据CHP机组内在特性，采用优化控制方法提高机组短期快速调节能力，是一种技术成本低、综合优势大的适用于企业自备CHP机组灵活性改造的方案。该方案可在短时间内显著改变机组电出力的爬坡能力而又不影响企业热负荷供应。在CHP机组微分-代数方程(DAE)机理模型上采用优化控制的精确化动态建模，机组爬坡速率的提升可起到补偿风电扰动、适应电网快速调频等作用，且CHP机组快速爬坡能力可与风电快速波动形成互补，充分利用机组调度灵活性将有利于提高CEHS风电消纳能力。但现有研究较少将CHP机组快速爬坡能力精确化模型应用到CEHS优化调度中，深入分析其对风电消纳的作用。

目前CHP机组灵活性改造主要通过低压缸灵活切除、加装储热、配置电热锅炉、高中压缸旁路供热等直接解耦方案，虽可显著增加机组的灵活性但改造成本较高。经改造后的机组特性常采用代数方程约束建模参与CEHS调度优化计算，该基于非精确的代数方程建模，无法刻画CHP机组爬坡调节过程的电热耦合、压力安全、供热稳定等动态非线性特性。

考虑CHP机组快速爬坡能力精确化动态建模的CEHS优化调度，是一个含DAE约束的动态优化问题，其高非线性、非凸、非光滑特性导致传统的线性规划直接求解方法难以适用。大多数DAE优化求解均是将其离散转化为非线性规划(NLP)问题后，再用各种NLP求解器或智能优化算法进行优化求解，但其离散后产生的大规模问题，常需要特殊的分解技术和复杂的数学处理。在兼顾求解效率与精度时，现有CEHS动态优化调度问题求解均面临求解策略与离散方法适用性的挑战。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种考虑CHP机组快速爬坡能力约束的电热耦合系统动态优化调度方法，在保证调度方案的可行性和安全可靠性的前提下，有效促进风力发电实现最大化消纳，从而提升灵活性改造的CHP机组参与CEHS调度的有效性，且具备成本低的优点。

本发明采取的技术方案为：

考虑CHP机组快速爬坡能力约束的电热耦合系统动态优化调度方法，包括以下步骤：

步骤1：建立CHP机组快速爬坡能力约束模型；

步骤2：考虑CHP机组快速爬坡能力约束，构建电热耦合系统CEHS优化调度模型；

步骤3：设计CEHS双层动态优化调度策略，采用基于径向基函数的拟序贯法，求解内层CHP机组控制过程动态优化问题；采用动态自适应粒子群算法，生成外层系统调度稳态优化方案。

所述步骤1中，CHP机组快速爬坡能力约束模型包括：