一種冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面向冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法，對冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)內(nèi)多種供能及蓄能設(shè)備進(jìn)行分析，建立各設(shè)備的能量流動模型，基于集中互連的能源交換網(wǎng)絡(luò)搭建了冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)的架構(gòu)。圍繞該架構(gòu)，建立了冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度模型，針對模型特性使用基于Hessian矩陣迭代的內(nèi)點法對模型進(jìn)行求解。通過調(diào)度智能電網(wǎng)園區(qū)內(nèi)各供能設(shè)備的運行方式和出力，從而實現(xiàn)冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運行。本發(fā)明提供一種有效、實用、科學(xué)的能源優(yōu)化調(diào)度方法，有利于節(jié)能的推廣應(yīng)用。
【專利說明】
一種冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化 調(diào)度方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在國家推動能源生產(chǎn)和消費革命、加大節(jié)能減排力度和防治霧霾的新形勢下，提 升能源利用效率，減少污染物排放已經(jīng)成為政府、企業(yè)與民眾的共識。CCHP(Combined Cooling Heating and Power)冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包含冷熱電三種能源，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信 息技術(shù)對區(qū)域內(nèi)的所有供能設(shè)備統(tǒng)一整合并實施調(diào)度，以達(dá)到對區(qū)域冷熱電負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化 供能，提升能效的效果。冷熱電混合能源聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)將微電網(wǎng)的概念擴(kuò)展為微型能源網(wǎng)，以其 高效的能源利用效率，靈活可靠的能源供應(yīng)模式成為了實現(xiàn)能源生產(chǎn)和消費轉(zhuǎn)型、提升能 源綜合利用效率，成為解決能源環(huán)境問題的重要手段。
[0003] 目前，國外的CCHP系統(tǒng)的實際應(yīng)用處于起步階段，其中國外較為著名的有 UNIVERSITY OF CALIFORNIA,DAVIS(UCD)項目及UNIVERSITY OF NEW MEXICO(UNM)等項目， 國內(nèi)較為著名的有天津中新生態(tài)城動漫園冷熱電三聯(lián)產(chǎn)項目等。國外對CCHP系統(tǒng)的研究有 一定研究，例如在熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)設(shè)備規(guī)劃層面給出了定容定址規(guī)劃模型，并用粒子群 算法和差分進(jìn)化算法對模型進(jìn)行了求解;面向商務(wù)樓宇供能系統(tǒng)，以運行費用最小為目標(biāo) 構(gòu)建了 CCHP系統(tǒng)的優(yōu)化模型，并用CPLEX對其進(jìn)行了求解，結(jié)果表明應(yīng)用了 CCHP系統(tǒng)后該商 務(wù)樓宇每年可節(jié)省11 %的運行費用，并減少8 %的二氧化碳排放，但其研究對象僅針對商務(wù) 樓宇，結(jié)論的可推廣性不強(qiáng)。
[0004] 國內(nèi)方面，現(xiàn)有研究一般針對由風(fēng)電機(jī)組、光伏電池、燃料電池、余熱鍋爐、燃?xì)忮?爐、蓄電池以及熱電負(fù)荷構(gòu)成的熱電聯(lián)供型微網(wǎng)系統(tǒng)，考慮風(fēng)電、光伏功率以及熱電負(fù)荷的 隨機(jī)性，提出一種基于隨機(jī)模擬技術(shù)的粒子群優(yōu)化(PS0)算法求解模型，對該模型進(jìn)行了求 解，但其研究對象僅為熱電聯(lián)供型微網(wǎng)系統(tǒng)，未考慮調(diào)度冷能源對系統(tǒng)能效的提升作用;或 按照電、煙氣、蒸汽、水和空氣5種能量傳遞形式進(jìn)行分類，采用集中母線的方式搭建了 CCHP 微網(wǎng)系統(tǒng)的基本構(gòu)架。依托該構(gòu)架對各設(shè)備進(jìn)行獨立建模，建立了CCHP微網(wǎng)系統(tǒng)日前動態(tài) 經(jīng)濟(jì)調(diào)度的0-1混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)中各設(shè)備運行方式和工作狀態(tài)，實現(xiàn) 系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行。但其在將熱負(fù)荷細(xì)分為熱水負(fù)荷和空氣熱負(fù)荷時，并未對冷負(fù)荷進(jìn)行細(xì) 分，而蓄冷裝置的儲能媒介一般是冷凍水，若將空間冷負(fù)荷和冷水負(fù)荷作為一類并用蓄冷 裝置對其進(jìn)行控制會對模型的優(yōu)化產(chǎn)生偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種冷熱電聯(lián)供微型能 源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法，智能電網(wǎng)園區(qū)內(nèi)多種供能及蓄能設(shè)備進(jìn)行分析，建立各設(shè)備的能 量流動模型，調(diào)度冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)內(nèi)多類供能設(shè)備和儲能設(shè)備向具有多種負(fù)荷的用 戶進(jìn)行冷熱電聯(lián)供;解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006] 技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種冷熱電聯(lián)供型微型能 源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，該方法的冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)內(nèi)包括供能設(shè)備、儲 能設(shè)備和輔助供能設(shè)備;所述儲能設(shè)備包括冷儲能設(shè)備、熱儲能設(shè)備和電儲能設(shè)備;所述輔 助供能設(shè)備包括燃?xì)忮仩t、戶用空調(diào)、吸收式制冷機(jī)組和可再生能源發(fā)電設(shè)備；
[0007] 對冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)內(nèi)的供能設(shè)備和儲能設(shè)備進(jìn)行分析，建立各設(shè)備的能量 流動模型；基于能源交換網(wǎng)絡(luò)搭建冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)的架構(gòu)，圍繞所述架構(gòu)建立冷 熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度模型;并對模型求解。
[0008] 進(jìn)一步的，所述供能設(shè)備和儲能設(shè)備進(jìn)行分析，建立各設(shè)備的能量流動模型具體 包括以下步驟：
[0009] 步驟一）：建立供能設(shè)備模型：
[0010] 所述供能設(shè)備為微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)，所述微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)包括若干臺微型汽輪 機(jī);所述微型汽輪機(jī)系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度的發(fā)電指令值選擇機(jī)組開啟臺數(shù)，已開啟的機(jī)組平均分 攤電負(fù)荷，通過多項式擬合，得到微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的效率與出力函數(shù)，其參數(shù)如下：
[0012]式中：
[0013] ηα_為:微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)在出力為p時的效率；
[0014] pmax為:額定功率值；
[0015] f(P)為:系統(tǒng)的出力函數(shù)；
[0016] Pi為：出力函數(shù)各項系數(shù)；
[0017]步驟二）：建立儲能設(shè)備的供能模型；
[0019] 式中：
[0020] E(t)為儲能裝置在t時段儲存的能量；
[0021] At為t時段到t+Ι時段的時間間隔；
[0022] Pabs(t)為t時段儲能功率；
[0023] Prelea(t)為t時段放能功率；
[0024] μ為儲能裝置自身向環(huán)境散能損失或自損耗的能量系數(shù)；
[0025] nabs為儲能裝置的儲能效率，
[0026] rfeleaS儲能裝置放能效率。
[0027]步驟三）：建立輔助設(shè)備供能模型：
[0029] 約束條件為:0 < Haux,cmt <
[0030] 式中：
[0031] 為輔助供能設(shè)備輸出的熱/冷量，單位是kW;
[0032] Haux,in為輔助供能設(shè)備輸入的能量，單位是kW;
[0033] naux為設(shè)備的能源利用效率或能效系數(shù)cop。
[0034] 進(jìn)一步的，該方法包括列寫優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和系統(tǒng)約束條件，具體包括：
[0035] 步驟一）：列寫優(yōu)化目標(biāo)函數(shù):所述優(yōu)化目標(biāo)包括聯(lián)供系統(tǒng)微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)忮?爐的燃料成本、聯(lián)供系統(tǒng)與電網(wǎng)的電能交換成本和聯(lián)供系統(tǒng)的運行維護(hù)成本;函數(shù)如下式：
[0036] minprice =min(prifUei+prigrid+p:rimaintain)
[0037] 其中，聯(lián)供系統(tǒng)微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)忮仩t的燃料成本函數(shù)計算公式如下：
[0039] 式中：
[0040] fCHPl為微型燃?xì)廨啓C(jī)耗量特性曲線函數(shù)，單位均折算為kW;
[0041] Pi為第i臺微型燃?xì)廨啓C(jī)的電功率輸出，單位是kW;
[0042] 是逐時氣價，單位按天然氣熱值折算為Y/kWh;
[0043] 為第i臺燃?xì)忮仩tt時段的耗量，單位按天然氣熱值折算為Y/kWh;
[0044] t是時間段序號，單位是小時；
[0045] 聯(lián)供系統(tǒng)與電網(wǎng)的電能交換成本函數(shù)計算公式如下：
[0047] 式中：
[0048] 是逐時電價；
[0049] 是聯(lián)供系統(tǒng)和外部電網(wǎng)的逐時電力交換值。
[0050] 聯(lián)供系統(tǒng)的運行維護(hù)成本函數(shù)計算公式如下：
[0052]式中，PmCHPi為燃?xì)廨啓C(jī)的單位功率運行維護(hù)成本;Pmdistri為分布式發(fā)電設(shè)備單位 功率運行維護(hù)成本;Pmstcir泛指儲能設(shè)備的單位功率運行維護(hù)成本;PmCB為燃?xì)忮仩t的單位功 率運行維護(hù)成本;PmEB為余熱鍋爐的單位功率運行維護(hù)成本;PmAC為吸收式制冷機(jī)的單位功 率運行維護(hù)成本;PmEC為壓縮式電制冷機(jī)的單位功率運行維護(hù)成本;PmAir為空調(diào)系統(tǒng)的單位 功率運行維護(hù)成本;Pi為第i臺微型燃?xì)廨啓C(jī)的電功率輸出，單位是kW ; 為第i臺分布式 發(fā)電系統(tǒng)的出力，單位是和//二分別泛指三類儲能設(shè)備的充放能功率，單位是kW;fts 為燃?xì)忮仩t的制熱功率，單位已換算至余熱鍋爐的制熱功率，單位已換算至kW; .為吸收式制冷機(jī)的制冷功率，單位已換算至壓縮式電制冷機(jī)的運行功率，單位 為kw; gnd為空調(diào)系統(tǒng)運行功率，單位為kw。
[0053] 步驟二）、列寫系統(tǒng)約束條件:所述系統(tǒng)約束條件包括功率平衡約束、設(shè)備容量約 束和設(shè)備運行約束;所述功率平衡約束包括電功率平衡約束、熱總功率平衡約束、熱水平衡 約束、冷總功率約束、冷凍制冷功率平衡約束、設(shè)備容量約束和設(shè)備運行約束；
[0054] 所述電功率平衡約束條件計算公式如下：
[0056]式中，圮",是聯(lián)供系統(tǒng)和外部電網(wǎng)的逐時電力交換值;，為負(fù)荷值;圪,為蓄電池 功率;為戶用空調(diào)功率為分布式發(fā)電設(shè)備功率;if是第i個微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電功 率；
[0057]所述總熱功率平衡約束條件計算公式如下：
[0059]熱水平衡約束條件計算公式如下：
[0061] 式中，樹是第i個微型燃?xì)廨啓C(jī)通過余熱鍋爐回收的熱值；//^e?為第i個燃?xì)忮?爐的產(chǎn)熱值;C0P_d、n in、分別為空調(diào)設(shè)備的能效系數(shù)和熱儲能的充放熱效率;和 分別為聯(lián)供系統(tǒng)的逐時空間熱負(fù)荷和熱水負(fù)荷；
[0062] 總冷功率平衡約束條件計算公式如下：
[0066] 式中，g是第i個微型燃?xì)廨啓C(jī)通過吸收式制冷機(jī)組制造的冷量;C1,為電制冷機(jī) 產(chǎn)生的冷水值，EER。-、nin、η。。#分別為空調(diào)設(shè)備的制冷能效比和冷儲能的充放冷效率； cu.jp 分別為微型能源系統(tǒng)的逐時空間冷負(fù)荷和冷凍制冷負(fù)荷；
[0067] 系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備容量約束計算公式如下：
[0068]對于微型燃?xì)廨啓C(jī)：
[0069] P^<P^ <P^,i^nCHP
[0070] 對于燃?xì)忮仩t：
[0071 ] 0 < ffboileri - ^boiler/ > e nboiler
[0072] 對于空調(diào)設(shè)備：
[0073] 〇<^?<^
[0074] 對于熱/冷儲能設(shè)備：
[0075] 0 < Hi <
[0076] 0<HI,<H：：^
[0077] 5Γ < 51，<
[0078] 式中，把和/^,為t時刻的熱/冷儲能設(shè)備輸入和輸出功率，和盡Γ為熱/冷 儲能設(shè)備輸入和輸出功率極限，尤。,.為熱/冷儲能設(shè)備的荷熱狀態(tài)；
[0079] 熱/冷儲能設(shè)備描述的充放熱/冷狀態(tài)是一個動態(tài)過程，如下式所示：
[0080 ] S:.二 u S\-tl + υ Η'" - Hlut。
[0081 ]進(jìn)一步的，該方法包括模型的求解方法：
[0082]求解模型的標(biāo)準(zhǔn)形式為
[0084] 基于Hessian矩陣迭代的內(nèi)點法在求解的過程中構(gòu)造了滿足Karush-Kuhn-Tucker 條件的拉格朗日輔助函數(shù)：
[0085] L(x,A) = f (χ)+ Σλ0;ι〇?(χ)+ ΣλΑ,?(Αχ^)
[0086] + Σ ^ceq, iCeqi(X) + Σ \\eq, i (AeqX_beq)
[0087] 其修正方程式中的二階導(dǎo)函數(shù)Hessian矩陣為：
[0089]通過對修正方程組中矩陣進(jìn)行變換，LDLT分解以及回代并修正，實現(xiàn)迭代求解，滿 足收斂條件后自動停止迭代；
[0090] 式中，待優(yōu)化的變量X為η維變量，包括燃?xì)廨啓C(jī)連供系統(tǒng)的逐小時冷熱電出力、輔 助型供能設(shè)備的逐小時出力、各類儲能設(shè)備的逐小時出力、儲能的S0C狀態(tài)以及與電網(wǎng)交互 的購售電量;約束條件中不等式約束為微型燃?xì)廨啓C(jī)的出力函數(shù)約束，線型部分有ρ個線型 不等式約束和q個線型等式約束，包括供能設(shè)備出力約束、冷熱電負(fù)荷約束以及儲能S0C上 下限約束;1。,^；^。 (3(1,:^(3(1,:1為拉格朗日乘子，維度和各自的約束條件個數(shù)相同 ；1、113、1113均 為η維列向量，b為ρ維列向量，beq為q維列向量，A為ρ X η維矩陣，Aeq為q X η維矩陣，Hessian 矩陣為η X η維矩陣；
[0091] 根據(jù)求解結(jié)果進(jìn)行能源調(diào)度。
[0092] 有益效果:本發(fā)明結(jié)合智能電網(wǎng)園區(qū)內(nèi)多元能源利用的特點，將智能電網(wǎng)園區(qū)內(nèi) 的冷熱電負(fù)荷細(xì)分為純電負(fù)荷，熱水負(fù)荷，空間熱負(fù)荷，冷凍制冷負(fù)荷和空間冷負(fù)荷5類，通 過優(yōu)化調(diào)度智能電網(wǎng)園區(qū)內(nèi)各供能設(shè)備的運行方式和出力，從而實現(xiàn)冷熱電聯(lián)供微型能源 網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運行。
[0093] 具體的，本發(fā)明對智能電網(wǎng)園區(qū)內(nèi)多種供能及儲能設(shè)備進(jìn)行分析，建立各設(shè)備的 能量流動模型，基于集中互連的能源交換網(wǎng)絡(luò)搭建了冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)的架構(gòu)。圍繞 該架構(gòu)，建立了冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度模型，針對模型特性使用基于Hessian 矩陣迭代的內(nèi)點法對模型進(jìn)行求解，從而獲得日前調(diào)度計劃，按照上述計劃進(jìn)行能源調(diào)度。
[0094] 本發(fā)明還充分發(fā)揮了智能電網(wǎng)園區(qū)在數(shù)據(jù)采集方面的優(yōu)勢和在供能設(shè)備多樣性 方面的優(yōu)勢，同時還充分發(fā)揮基于Hessian矩陣迭代的內(nèi)點法在求解優(yōu)化問題方面的優(yōu)勢， 調(diào)度策略提高了智能電網(wǎng)園區(qū)的綜合能效，降低系統(tǒng)運行費用，實現(xiàn)冷熱電聯(lián)供微型能源 網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運行。
【附圖說明】
[0095] 圖1為本發(fā)明中的Capstone C200效率與出力曲線。
[0096] 圖2為本發(fā)明中的Capstone C1000效率與出力曲線。
[0097] 圖3為本發(fā)明的冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)供能結(jié)構(gòu)。
[0098] 圖4為本發(fā)明冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度模型架構(gòu)。
[0099] 圖5為本發(fā)明中某典型用戶的日電熱冷預(yù)測負(fù)荷曲線。
[0100] 圖6為本發(fā)明中電負(fù)荷平衡日前優(yōu)化調(diào)度設(shè)備出力曲線。
[0101] 圖7為本發(fā)明中空間熱負(fù)荷平衡日前優(yōu)化調(diào)度設(shè)備出力曲線。
[0102] 圖8為本發(fā)明中熱水負(fù)荷平衡日前優(yōu)化調(diào)度設(shè)備出力曲線。
[0103] 圖9為本發(fā)明中空間冷負(fù)荷平衡日前優(yōu)化調(diào)度設(shè)備出力曲線。
[0104] 圖10為本發(fā)明中冷凍制冷負(fù)荷平衡日前優(yōu)化調(diào)度設(shè)備出力曲線。
[0105] 圖11為本發(fā)明中日前優(yōu)化調(diào)度下儲能設(shè)備運行狀態(tài)。
[0106] 圖12為本發(fā)明中系統(tǒng)在不同調(diào)度策略下的系統(tǒng)日運行費用。
【具體實施方式】
[0107] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0108] 本發(fā)明提出一種面向冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法，將智能電網(wǎng)園 區(qū)內(nèi)的冷熱電負(fù)荷細(xì)分為純電負(fù)荷，熱水負(fù)荷，空間熱負(fù)荷，冷凍制冷負(fù)荷和空間冷負(fù)荷5 類，對智能電網(wǎng)園區(qū)內(nèi)多種供能及儲能設(shè)備進(jìn)行分析，建立各設(shè)備的能量流動模型，基于集 中互連的能源交換網(wǎng)絡(luò)搭建了冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)的架構(gòu)。圍繞該架構(gòu)，建立了冷熱 電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度模型，針對模型特性使用基于Hessian矩陣迭代的內(nèi)點 法對模型進(jìn)行求解。通過調(diào)度智能電網(wǎng)園區(qū)內(nèi)各供能設(shè)備的運行方式和出力，從而實現(xiàn)冷 熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運行。
[0109] 本發(fā)明的具體方法如下:首先對冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)內(nèi)多種供能及儲能設(shè)備進(jìn) 行分析，建立各設(shè)備的能量流動模型，如圖1，2所示，基于集中互連的能源交換網(wǎng)絡(luò)搭建了 冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)的架構(gòu)，如圖3,4所示。圍繞該架構(gòu)，建立了冷熱電聯(lián)供微型能源 網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度模型，針對模型特性使用基于Hessian矩陣迭代的內(nèi)點法對模型進(jìn)行求解。 通過調(diào)度智能電網(wǎng)園區(qū)內(nèi)各供能設(shè)備的運行方式和出力，從而實現(xiàn)冷熱電聯(lián)供型微型能源 網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運行;上述過程具體參見
【發(fā)明內(nèi)容】
部分。
[0110] 實施過程中，對冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)內(nèi)的供能設(shè)備和儲能設(shè)備進(jìn)行分析，建立 各設(shè)備的能量流動模型;基于能源交換網(wǎng)絡(luò)搭建冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)的架構(gòu)，圍繞所 述架構(gòu)建立冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度模型;并對模型求解。
[0111] 所述供能設(shè)備和儲能設(shè)備進(jìn)行分析，建立各設(shè)備的能量流動模型具體包括以下步 驟：
[0112] 步驟一）：建立供能設(shè)備模型：
[0113] 所述供能設(shè)備為微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)，微型燃?xì)廨啓C(jī)是微型能源網(wǎng)實現(xiàn)冷熱電聯(lián)供 的核心設(shè)備，以Capstone C1000為例建立了適用于微型能源網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度的微型燃?xì)?輪機(jī)模型。Capstone C1000系統(tǒng)是由5臺Capstone C200型微型燃?xì)廨啓C(jī)組成的一個適應(yīng)性 強(qiáng)，低排放，低維護(hù)的發(fā)電系統(tǒng)。Capstone C200通過禍輪驅(qū)動轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生高頻交流 電，再通過電力電子裝置進(jìn)行整流生產(chǎn)工頻交流電，發(fā)電過程產(chǎn)生的高溫廢煙則通過余熱 鍋爐加以利用，轉(zhuǎn)化成蒸汽或高溫?zé)崴怨┪帐街评錂C(jī)組制冷或直接供熱。所述微型燃 氣輪機(jī)系統(tǒng)包括若干臺微型汽輪機(jī);所述微型汽輪機(jī)系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度的發(fā)電指令值選擇機(jī)組 開啟臺數(shù)，已開啟的機(jī)組平均分?jǐn)傠娯?fù)荷，通過多項式擬合，得到微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的效率 與出力函數(shù)，其參數(shù)如下：
[0115]式中：
[0116] nci_為:微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)在出力為P時的效率；
[0117] pmax為:額定功率值；
[0118] f(P)為:系統(tǒng)的出力函數(shù)；
[0119] Pi為：出力函數(shù)各項系數(shù)；
[0120] 表1 Capstone C1000系統(tǒng)效率與出力函數(shù)各項系數(shù) [0121]
[0122]本文假設(shè)發(fā)電過程產(chǎn)生的高溫廢煙通過余熱鍋爐加以利用，轉(zhuǎn)化成蒸汽或高溫?zé)?水以供吸收式制冷機(jī)組制冷或直接供熱。
[0123] 步驟二）：建立儲能設(shè)備的供能模型;儲能裝置能起到對冷熱電負(fù)荷削峰填谷的作 用，同時可以緩解冷熱電負(fù)荷比與微型燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)供系統(tǒng)熱電比不匹配的問題。
[0124] 儲能裝置的特性可描述成設(shè)備自身容量、最大儲能狀態(tài)、儲能輸出功率、能量自損 耗率和儲能效率等幾部分，建立的儲能裝置差分方程模型如下：
[0126] 式中：
[0127] E(t)為儲能裝置在t時段儲存的能量；
[0128] At為t時段到t+Ι時段的時間間隔；
[0129] Pabs(t)為t時段儲能功率，
[0130] Prelea(t)為t時段放能功率；
[0131] μ為儲能裝置自身向環(huán)境散能損失或自損耗的能量系數(shù)；
[0132] rfbs為儲能裝置的儲能效率，
[0133] rf &3為儲能裝置放能效率。
[0134] 步驟三）：建立輔助設(shè)備供能模型：簡單起見，認(rèn)為其他輔助供能設(shè)備的工作效率 不變，其供能數(shù)學(xué)模型可以歸結(jié)為輸出熱（冷)量與輸入能量（消耗的燃料、電量或者余熱 量)保持線性關(guān)系，可以表示為：
[01 36]約束條件為:0 < Haux, cmt < Haux, cmtmax ;
[0137] 式中：
[0138] Haux.cmt為輔助供能設(shè)備輸出的熱/冷量，單位是kW;
[0139] Haux, in為輔助供能設(shè)備輸入的能量，單位是kW;
[0140] qaux為設(shè)備的能源利用效率或能效系數(shù)COP。
[0141] 該方法包括列寫優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和系統(tǒng)約束條件，具體包括：
[0142] 步驟一）：列寫優(yōu)化目標(biāo)函數(shù):所述優(yōu)化目標(biāo)包括聯(lián)供系統(tǒng)微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)忮?爐的燃料成本、聯(lián)供系統(tǒng)與電網(wǎng)的電能交換成本和聯(lián)供系統(tǒng)的運行維護(hù)成本;函數(shù)如下式：
[0143] min price =min(prifUei+prigrid+p:rimaintain)
[0144] 式中，冷熱電聯(lián)供微型能系統(tǒng)的日運行綜合費用主要包括以下三個方面:燃料費 用、電網(wǎng)交互的功率費用和系統(tǒng)運行維護(hù)費用：
[0145] 其中，聯(lián)供系統(tǒng)微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)忮仩t的燃料成本函數(shù)計算公式如下：
[0147] 式中：
[0148] fCHPl為微型燃?xì)廨啓C(jī)耗量特性曲線函數(shù)，單位均折算為kW;
[0149] Pi為第i臺微型燃?xì)廨啓C(jī)的電功率輸出，單位是kW;
[0150] <4?.是逐時氣價，單位按天然氣熱值折算為Y/kWh;
[0151] 為第i臺燃?xì)忮仩tt時段的耗量，單位按天然氣熱值折算為Y/kWh;
[0152] t是時間段序號，單位是小時；
[0153] 聯(lián)供系統(tǒng)與電網(wǎng)的電能交換成本函數(shù)計算公式如下：
[0155] 式中：
[0156] 4,.?/是逐時電價；
[0157] ，是聯(lián)供系統(tǒng)和外部電網(wǎng)的逐時電力交換值。
[0158] 聯(lián)供系統(tǒng)的運行維護(hù)成本函數(shù)計算公式如下：
[0160] 式中，PmCHPi為燃?xì)廨啓C(jī)的單位功率運行維護(hù)成本;Pmdistri為分布式發(fā)電設(shè)備單位 功率運行維護(hù)成本;Pmstcir泛指儲能設(shè)備的單位功率運行維護(hù)成本; PmCB為燃?xì)忮仩t的單位功 率運行維護(hù)成本;PmEB為余熱鍋爐的單位功率運行維護(hù)成本;PmAC為吸收式制冷機(jī)的單位功 率運行維護(hù)成本;PmEC為壓縮式電制冷機(jī)的單位功率運行維護(hù)成本;PmAir為空調(diào)系統(tǒng)的單位 功率運行維護(hù)成本; Pl為第i臺微型燃?xì)廨啓C(jī)的電功率輸出，單位是為第i臺分布式 發(fā)電系統(tǒng)的出力，單位是kW;//l和分別泛指三類儲能設(shè)備的充放能功率，單位是kw; 為燃?xì)忮仩t的制熱功率，單位已換算至kw;(^為余熱鍋爐的制熱功率，單位已換算至 為吸收式制冷機(jī)的制冷功率，單位已換算至為壓縮式電制冷機(jī)的運行功率， 單位為kW; 為空調(diào)系統(tǒng)運行功率，單位為kW。
[0161] 步驟二）、列寫系統(tǒng)約束條件:所述系統(tǒng)約束條件包括功率平衡約束、設(shè)備容量約 束和設(shè)備運行約束;所述功率平衡約束包括電功率平衡約束、熱總功率平衡約束、熱水平衡 約束、冷總功率約束、冷凍制冷功率平衡約束、設(shè)備容量約束和設(shè)備運行約束；
[0162] 所述電功率平衡約束條件計算公式如下：
[0164] 式中，匕,/是聯(lián)供系統(tǒng)和外部電網(wǎng)的逐時電力交換值;為負(fù)荷值;圪,.為蓄電池 功率;I為戶用空調(diào)功率;I為分布式發(fā)電設(shè)備功率;Pit是第i個微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電 功率；
[0165] 對于熱負(fù)荷來說，要保證系統(tǒng)內(nèi)空間熱負(fù)荷和熱水負(fù)荷都滿足平衡約束，這里將 其表示為熱水功率平衡約束和總熱功率平衡約束，滿足了這兩點后空間熱負(fù)荷平衡約束自 動得到滿足。
[0166]所述總熱功率平衡約束條件計算公式如下：
[0168]熱水平衡約束條件計算公式如下：
[0170]式中，是第i個微型燃?xì)廨啓C(jī)通過余熱鍋爐回收的熱值;為第i個燃?xì)忮仩t 的產(chǎn)熱值;C0P。-、nin、nhcmt分別為空調(diào)設(shè)備的能效系數(shù)和熱儲能的充放熱效率；和 分別為聯(lián)供系統(tǒng)的逐時空間熱負(fù)荷和熱水負(fù)荷；
[0171 ]對于冷負(fù)荷來說，要保證系統(tǒng)內(nèi)空間冷負(fù)荷和冷凍制冷負(fù)荷都滿足平衡約束，這 里將其表示為冷凍制冷功率平衡約束和總冷功率平衡約束，滿足了這兩點后空間冷負(fù)荷平 衡約束自動得到滿足。
[0172]總冷功率平衡約束條件計算公式如下：
[0174]冷凍制冷功率平衡約束條件計算公式如下：
[0176] 式中，C?是第i個微型燃?xì)廨啓C(jī)通過吸收式制冷機(jī)組制造的冷量;為電制冷機(jī) 產(chǎn)生的冷水值，EER。-、nin、η。。#分別為空調(diào)設(shè)備的制冷能效比和冷儲能的充放冷效率； 和(：^"分別為微型能源系統(tǒng)的逐時空間冷負(fù)荷和冷凍制冷負(fù)荷；
[0177] 冷熱電聯(lián)供微型能源系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備容量及運行約束條件計算公式如下：
[0178] 對于微型燃?xì)廨啓C(jī)：
[0179] <fT'\i^naiP
[0180] 對于燃?xì)忮仩t：
[0181] 0 ^ e nboiler
[0182] 對于空調(diào)設(shè)備：
[0183] 〇<^<^5
[0184] 對于熱/冷儲能設(shè)備：
[0185] 0 < Wm <
[0186] Q<Hl,<H：；：
[0187] SZ<S：tor<SZ
[0188] 式中，祀和圮,為t時刻的熱/冷儲能設(shè)備輸入和輸出功率，和ACX為熱/冷 儲能設(shè)備輸入和輸出功率極限，51.為熱/冷儲能設(shè)備的荷熱狀態(tài)；
[0189] 熱/冷儲能設(shè)備描述的充放熱/冷狀態(tài)是一個動態(tài)過程，如下式所示：
[0190 ] = 7；stor X Sll + η?η χΗ'η- ?'οΜ 〇:
[0191] 4、如權(quán)利要求2所述的一種冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征 在于，該方法包括模型的求解方法：
[0192] 由于優(yōu)化模型中的設(shè)備眾多，在列寫約束條件矩陣時會產(chǎn)生大量稀疏矩陣元素， 當(dāng)使用全局解空間搜索類算法如遺傳算法或粒子群算法時會使得求解過程變得十分漫長， 因此使用基于Hessian矩陣迭代的內(nèi)點法對冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度模型進(jìn)行 求解，求解模型的標(biāo)準(zhǔn)形式為：
[0194] 基于Hessian矩陣迭代的內(nèi)點法在求解的過程中構(gòu)造了滿足卡羅需-庫恩-塔克 (Karush-Kuhn-Tucker)條件的拉格朗日輔助函數(shù)：
[0195] L(x,A) = f (χ)+ Σλ0;ι〇?(χ)+ ΣλΑ,?(Αχ^)
[01 96] + Σ ^ceq, iCeqi(X) + Σ A^eq, i (AeqX_beq)
[0197] 其修正方程式中的二階導(dǎo)函數(shù)Hessian矩陣為：
[0199] 通過對修正方程組中矩陣進(jìn)行變換，LDLT分解以及回代并修正，實現(xiàn)迭代求解，滿 足收斂條件后自動停止迭代；
[0200] 式中，待優(yōu)化的變量X為η維變量，包括燃?xì)廨啓C(jī)連供系統(tǒng)的逐小時冷熱電出力、輔 助型供能設(shè)備的逐小時出力、各類儲能設(shè)備的逐小時出力、儲能的S0C狀態(tài)以及與電網(wǎng)交互 的購售電量;約束條件中不等式約束為微型燃?xì)廨啓C(jī)的出力函數(shù)約束，線型部分有ρ個線型 不等式約束和q個線型等式約束，包括供能設(shè)備出力約束、冷熱電負(fù)荷約束以及儲能S0C上 下限約束;1。,^；^。 (3(1,:^(3(1,:1為拉格朗日乘子，維度和各自的約束條件個數(shù)相同 ；1、113、1113均 為η維列向量，b為ρ維列向量，beq為q維列向量，A為ρ X η維矩陣，Aeq為q X η維矩陣，Hessian 矩陣為η X η維矩陣。
[0201] 最后，根據(jù)求解結(jié)果獲得日前調(diào)度計劃，按照上述計劃進(jìn)行能源調(diào)度。
[0202] 圖5為本發(fā)明中某典型用戶的日電熱冷預(yù)測負(fù)荷曲線，按照基于Hessian矩陣迭代 的內(nèi)點法對模型進(jìn)行求解，得到如圖6-圖12的仿真結(jié)果，由圖6-圖12可知，優(yōu)化后的供能方 案可以滿足微型能源網(wǎng)的全部能源需求，系統(tǒng)中未出現(xiàn)有棄光，棄熱，棄冷和棄廢煙的情況 出現(xiàn)，經(jīng)優(yōu)化過的微型能源網(wǎng)供能方案具有以下特征：
[0203] (1)系統(tǒng)在電價較低的時段23點至8點向公共電網(wǎng)購買電力來滿足電制冷機(jī)、空調(diào) 以及純電類負(fù)荷的需求；當(dāng)進(jìn)入了峰段電價時，微型燃?xì)廨啓C(jī)開始工作，以滿足微型能源網(wǎng) 的電負(fù)荷需求;電制冷機(jī)僅在低谷電價時啟用，以降低系統(tǒng)的運行費用;空調(diào)也在低谷電價 時出力明顯大于峰段電價時刻，主要是受到電價和冷熱負(fù)荷變化規(guī)律限制；當(dāng)進(jìn)入了光伏 系統(tǒng)可發(fā)電時刻時，光伏按照預(yù)測出力滿發(fā)，以減少微型能源網(wǎng)內(nèi)的電力供應(yīng)需求;蓄電池 由于使用成本較高，盡管有著削峰填谷的作用，但從全局上來看不利于微型能源網(wǎng)的經(jīng)濟(jì) 調(diào)度，故并未參與實際運行。
[0204] (2)空間熱負(fù)荷由空調(diào)系統(tǒng)和微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)聯(lián)合供給，在低谷電價時空間熱 負(fù)荷全部由空調(diào)提供，部分峰段電價時刻由微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)中的余熱鍋爐提供，由于使 用天然氣供熱價格較高，燃?xì)忮仩t并未列入計劃運行方案。
[0205] (3)由于戶用空調(diào)系統(tǒng)只能滿足空間熱負(fù)荷需求，該微型能源網(wǎng)中的熱水負(fù)荷由 余熱鍋爐和熱儲能設(shè)備來滿足，熱儲能運行成本較低，適合替代蓄電池儲承擔(dān)移峰填谷的 作用，同樣，由于使用天然氣供熱水價格較高，燃?xì)忮仩t并未列入熱水供應(yīng)優(yōu)化方案。
[0206] (4)空間冷負(fù)荷由空調(diào)系統(tǒng)、微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)以及壓縮式電制冷機(jī)聯(lián)合供給，在 低谷電價時空間冷負(fù)荷全部由空調(diào)及壓縮式電制冷機(jī)提供，其余時刻由微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng) 中的溴化鋰吸收式制冷機(jī)組提供，當(dāng)溴化鋰吸收式制冷機(jī)組制冷量不足時，戶用空調(diào)系統(tǒng) 充當(dāng)空間制冷調(diào)峰設(shè)備。
[0207] (5)由于戶用空調(diào)系統(tǒng)只能滿足系統(tǒng)的空間冷負(fù)荷需求，該微型能源網(wǎng)中的冷凍 制冷負(fù)荷由溴化鋰吸收式制冷機(jī)組、壓縮式電制冷機(jī)和冷儲能設(shè)備來滿足，在電價非低谷 的時刻燃?xì)廨啓C(jī)出力較大，廢煙較多，而冷熱負(fù)荷有限，故利用冷儲能設(shè)備對冷水進(jìn)行存 儲，在冷負(fù)荷升高時進(jìn)行釋放冷量，起到移峰填谷的作用。
[0208] (6)在整個優(yōu)化調(diào)度周期內(nèi)冷熱儲能設(shè)備儲能量均未超過限值，由于成本的緣故， 蓄電池未被考慮進(jìn)優(yōu)化調(diào)度方案，冷熱儲能設(shè)備運行成本較低，非常適合替代蓄電池承擔(dān) 移峰填谷的任務(wù)，以達(dá)到降低系統(tǒng)運行費用的目的。最終通過將求解得到的優(yōu)化結(jié)果對各 種供能及儲能設(shè)備進(jìn)行調(diào)度，實現(xiàn)園區(qū)能源的優(yōu)化利用。
[0209] (7)其中優(yōu)化后的系統(tǒng)采用了本文所提的調(diào)度策略，日運行費用為24048.7元;未 優(yōu)化指的是系統(tǒng)的電負(fù)荷全部由公共網(wǎng)絡(luò)購入，空間冷熱負(fù)荷由戶用空調(diào)滿足，熱水負(fù)荷 由燃?xì)忮仩t滿足，冷凍制冷負(fù)荷由電制冷機(jī)滿足，日運行費用為30388.4元；以熱定電運行 方式下，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)先滿足微型能源網(wǎng)內(nèi)的總熱負(fù)荷，不足由制熱調(diào)峰設(shè)備燃?xì)?鍋爐和戶用空調(diào)提供，冷負(fù)荷由制冷調(diào)峰設(shè)備戶用空調(diào)和電制冷機(jī)提供，日運行費用為 26164.8元；以電定熱運行方式下，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)供系統(tǒng)優(yōu)先滿足微型能源網(wǎng)內(nèi)的總電負(fù)荷， 不足由電網(wǎng)購入，熱負(fù)荷由制熱調(diào)峰設(shè)備燃?xì)忮仩t和戶用空調(diào)提供，冷負(fù)荷由制冷調(diào)峰設(shè) 備戶用空調(diào)和電制冷機(jī)提供，日運行費用為27116.3元。系統(tǒng)在使用了優(yōu)化調(diào)度策略后可以 使日運行費用降低20.86%，較其他兩種運行方式分別降低了 8.09%和11.31%。因此，通過 調(diào)度微型能源網(wǎng)內(nèi)各供能設(shè)備的運行方式和出力，可以顯著降低系統(tǒng)的日運行費用，實現(xiàn) 冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運行。
[0210]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，該方法的冷熱電聯(lián) 供微型能源網(wǎng)內(nèi)包括供能設(shè)備、儲能設(shè)備和輔助供能設(shè)備;所述儲能設(shè)備包括冷儲能設(shè)備、 熱儲能設(shè)備和電儲能設(shè)備;所述輔助供能設(shè)備包括燃?xì)忮仩t、戶用空調(diào)、吸收式制冷機(jī)組和 可再生能源發(fā)電設(shè)備； 對冷熱電聯(lián)供微型能源網(wǎng)內(nèi)的供能設(shè)備和儲能設(shè)備進(jìn)行分析，建立各設(shè)備的能量流動 模型;基于能源交換網(wǎng)絡(luò)搭建冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)的架構(gòu)，圍繞所述架構(gòu)建立冷熱電 聯(lián)供型微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度模型;并對模型求解。2. 如權(quán)利要求1所述的一種冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于， 所述供能設(shè)備和儲能設(shè)備進(jìn)行分析，建立各設(shè)備的能量流動模型具體包括以下步驟： 步驟一）：建立供能設(shè)備模型： 所述供能設(shè)備為微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)，所述微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)包括若干臺微型汽輪機(jī)； 所述微型汽輪機(jī)系統(tǒng)根據(jù)調(diào)度的發(fā)電指令值選擇機(jī)組開啟臺數(shù)，已開啟的機(jī)組平均分?jǐn)傠?負(fù)荷，通過多項式擬合，得到微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)的效率與出力函數(shù)，其參數(shù)如下： 式中：nciooo為:微型燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)在出力為P時的效率； PmaxS:額定功率值； f(p)為:系統(tǒng)的出力函數(shù)； Pi為：出力函數(shù)各項系數(shù)； 步驟二）：建立儲能設(shè)名·的供能樽型， 式中：E(t)為儲能裝置在t時段儲存的能量； At為t時段到t+Ι時段的時間間隔； ?-(〇為1時段儲能功率； Prelea(t)為t時段放能功率； μ為儲能裝置自身向環(huán)境散能損失或自損耗的能量系數(shù)； nabs為儲能裝置的儲能效率， 擴(kuò)^3為儲能裝置放能效率。 步驟三）：建立輔助設(shè)備供能模型： 約束條件為:0 S Haux, out S Haux, outmax，式中： Haux, cmt為輔助供能設(shè)備輸出的熱/冷量，單位是kW; Haux, in為輔助供能設(shè)備輸入的能量，單位是kW; %ux為設(shè)備的能源利用效率或能效系數(shù)cop。3.如權(quán)利要求2所述的一種冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于， 該方法包括列寫優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和系統(tǒng)約束條件，具體包括： 步驟一）：列寫優(yōu)化目標(biāo)函數(shù):所述優(yōu)化目標(biāo)包括聯(lián)供系統(tǒng)微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)忮仩t的 燃料成本、聯(lián)供系統(tǒng)與電網(wǎng)的電能交換成本和聯(lián)供系統(tǒng)的運行維護(hù)成本;函數(shù)如下式： niinpr ice - rnin( prifuel+prigrid+primaintain) 其中，聯(lián)供系統(tǒng)微型燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)忮仩t的燃料成本函數(shù)計算公式如下： 式中：fCHPl為微型燃?xì)廨啓C(jī)耗量特性曲線函數(shù)，單位均折算為kW; Pi為第i臺微型燃?xì)廨啓C(jī)的電功率輸出，單位是kw; 是逐時氣價，單位按天然氣熱值折算為Y/kWh; 為第i臺燃?xì)忮仩tt時段的耗量，單位按天然氣熱值折算為Y/kWh; t是時間段序號，單位是小時； 聯(lián)供系統(tǒng)與電網(wǎng)的電能交換成本函數(shù)計算公式如下： 1式中： <4.,v是逐時電價； 是聯(lián)供系統(tǒng)和外部電網(wǎng)的逐時電力交換值。 聯(lián)供系統(tǒng)的運行維護(hù)成本函數(shù)計算公式如下：式中，PmCHPi為燃?xì)廨啓C(jī)的單位功率運行維護(hù)成本;Pmdistri為分布式發(fā)電設(shè)備單位功率 運行維護(hù)成本;pmstOT泛指儲能設(shè)備的單位功率運行維護(hù)成本;pmCB為燃?xì)忮仩t的單位功率運 行維護(hù)成本;PmEB為余熱鍋爐的單位功率運行維護(hù)成本;PmAC為吸收式制冷機(jī)的單位功率運 行維護(hù)成本;PmEC為壓縮式電制冷機(jī)的單位功率運行維護(hù)成本;PmAir為空調(diào)系統(tǒng)的單位功率 運行維護(hù)成本 ;Pi為第i臺微型燃?xì)廨啓C(jī)的電功率輸出，單位是kW;/lw為第i臺分布式發(fā)電 系統(tǒng)的出力，單位是kw;FL和/4,分別泛指三類儲能設(shè)備的充放能功率，單位是kw;(t為燃 氣鍋爐的制熱功率，單位已換算至kw;g^為余熱鍋爐的制熱功率，單位已換算至kW; η為 吸收式制冷機(jī)的制冷功率，單位已換算至壓縮式電制冷機(jī)的運行功率，單位為kW; 為空調(diào)系統(tǒng)運行功率，單位為kW。 步驟二）、列寫系統(tǒng)約束條件:所述系統(tǒng)約束條件包括功率平衡約束、設(shè)備容量約束和 設(shè)備運行約束;所述功率平衡約束包括電功率平衡約束、熱總功率平衡約束、熱水平衡約 束、冷總功率約束、冷凍制冷功率平衡約束、設(shè)備容量約束和設(shè)備運行約束； 所述電功率平衡約束條件計算公式如下：式中，巧#是聯(lián)供系統(tǒng)和外部電網(wǎng)的逐時電力交換值；為負(fù)荷值;為蓄電池功 率；6^為戶用空調(diào)功率；為分布式發(fā)電設(shè)備功率;是第i個微型燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)電功 率； 所述總熱功率平衡約束條件計算公式如下： ? uui <jul in^pace. n uttr 熱水平衡約束條件計算公式如下：式中，貧是第i個微型燃?xì)廨啓C(jī)通過余熱鍋爐回收的熱值；/^。116".為第i個燃?xì)忮仩t的 產(chǎn)熱值;《^。-^^、他^分別為空調(diào)設(shè)備的能效系數(shù)和熱儲能的充放熱效率:^胃和開^^ 分別為聯(lián)供系統(tǒng)的逐時空間熱負(fù)荷和熱水負(fù)荷； 總冷功率平衡約束條件計算公式如下： I coui ·' oui ·' in.'space ' κ,βιτι 冷凍制冷功率平衡約束條件計算公式如下：式中，g是第i個微型燃?xì)廨啓C(jī)通過吸收式制冷機(jī)組制造的冷量;為電制冷機(jī)產(chǎn)生 的冷水值，EER_d、nin、n_t分別為空調(diào)設(shè)備的制冷能效比和冷儲能的充放冷效率;<4_和 C^fn分別為微型能源系統(tǒng)的逐時空間冷負(fù)荷和冷凍制冷負(fù)荷； 系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備容量約束計算公式如下： 對于微型燃?xì)廨啓C(jī)： p.min^p.t^p.max^^^p 對于燃?xì)忮仩t： 對于空調(diào)設(shè)備：對于熱/冷儲能設(shè)備： 式中，和i/l,為t時刻的熱/冷儲能設(shè)備輸入和輸出功率，//Γχ和為熱/冷儲能 設(shè)備輸入和輸出功率極限，欠 to，為熱/冷儲能設(shè)備的荷熱狀態(tài)； 熱/冷儲能設(shè)備描述的充放熱/冷狀杰是一個動杰忖趕，如下式所示：4.如權(quán)利要求2所述的一種冷熱電聯(lián)供型微型能源網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于， 該方法包括模型的求解方法： 求解模型的標(biāo)準(zhǔn)形式為基于Hessian矩陣迭代的內(nèi)點法在求解的過程中構(gòu)造了滿足Karush-Kuhn-Tucker條件 的拉格朗日輔助函數(shù)：其修正方程式中的二階導(dǎo)函數(shù)He s s i an矩陣為：通過對修正方程組中矩陣進(jìn)行變換，LDLT分解以及回代并修正，實現(xiàn)迭代求解，滿足收 斂條件后自動停止迭代； 式中，待優(yōu)化的變量X為η維變量，包括燃?xì)廨啓C(jī)連供系統(tǒng)的逐小時冷熱電出力、輔助型 供能設(shè)備的逐小時出力、各類儲能設(shè)備的逐小時出力、儲能的SOC狀態(tài)以及與電網(wǎng)交互的購 售電量;約束條件中不等式約束為微型燃?xì)廨啓C(jī)的出力函數(shù)約束，線型部分有Ρ個線型不等 式約束和q個線型等式約束，包括供能設(shè)備出力約束、冷熱電負(fù)荷約束以及儲能SOC上下限 約束;λ。, Aa, ?λ。％ ?λΑ(3(1, i為拉格朗日乘子，維度和各自的約束條件個數(shù)相同；X、lb、ub均為η 維列向量，b為ρ維列向量，beq為q維列向量，Α為ρ Xη維矩陣，Aeq為qXη維矩陣，Hessian矩陣 為η X η維矩陣；
【文檔編號】G06Q50/06GK105869075SQ201610244775
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】徐青山, 曾艾東, 王凱, 孫璐, 王迎秋, 趙洪磊, 戚艷, 王旭東, 蔣菱, 于建成, 霍現(xiàn)旭, 李國棟, 李志堅
【申請人】東南大學(xué), 國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司