本發(fā)明涉及一種配置方法,具體涉及一種用于提升風(fēng)電消納能力的儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù):
北方冬季供熱期,熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行在以熱定電運(yùn)行方式下,需將熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組出力維持在較高水平以進(jìn)行供暖,由于用電負(fù)荷有限,在熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組長(zhǎng)期維持在較高出力水平時(shí),造成電力系統(tǒng)接納風(fēng)電的空間減小,棄風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重。熱電廠可通過(guò)配置一定容量的儲(chǔ)熱罐,松弛熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱-電制約關(guān)系,在電力系統(tǒng)有接納風(fēng)電空間時(shí),利用儲(chǔ)熱罐進(jìn)行儲(chǔ)熱,在電網(wǎng)風(fēng)電接納空間不足時(shí),利用儲(chǔ)熱罐進(jìn)行放熱,減小熱電機(jī)組熱負(fù)荷出力,從而降低熱電機(jī)組電出力以增加風(fēng)電接納空間,可在保障居民供暖質(zhì)量不變的前提下,提升風(fēng)電利用率。但目前儲(chǔ)熱罐容量配置沒(méi)有統(tǒng)一方法和標(biāo)準(zhǔn),不能在經(jīng)濟(jì)費(fèi)用最優(yōu)的情況下獲得最佳風(fēng)電發(fā)電量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種用于提升風(fēng)電消納能力的儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置方法和系統(tǒng),綜合考慮風(fēng)電出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性、用戶的熱負(fù)荷需求以及儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)放熱特性,實(shí)現(xiàn)供熱機(jī)組出力靈活調(diào)整,提升風(fēng)電利用率。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
本發(fā)明提供一種用于提升風(fēng)電消納能力的儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置方法,所述方法包括:
建立儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,包括儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)及其對(duì)應(yīng)的約束條件;
采用分支定界法求解儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,完成儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置。
所述儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)包括:
以儲(chǔ)熱罐年度總經(jīng)濟(jì)費(fèi)用最小為目標(biāo)構(gòu)建如下儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù):
其中,表示儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù),n表示節(jié)點(diǎn)索引,N表示節(jié)點(diǎn)總數(shù),hb表示儲(chǔ)熱罐索引,t表示仿真時(shí)間步長(zhǎng),T表示調(diào)度時(shí)間的總長(zhǎng)度,ΔT表示仿真時(shí)間間隔,ΔT的單位為h;均為優(yōu)化變量,表示節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐換熱器裝機(jī)容量,其單位為MW;表示儲(chǔ)熱罐總?cè)萘?,其單位為MWh;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐輸出到熱網(wǎng)的熱功率,其單位為MW;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱功率,其單位為MW;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的散熱功率,其單位為MW;表示儲(chǔ)儲(chǔ)熱罐換熱器單位投資建設(shè)費(fèi)用,其單位為元/MW;表示儲(chǔ)熱裝置罐體單位投資建設(shè)費(fèi)用,其單位為元/MWh;表示儲(chǔ)熱罐全生命周期,其單位為年;表示儲(chǔ)熱罐年度維護(hù)成本占總建設(shè)成本比率;表示售熱熱價(jià),其單位為元/MWh。
所述儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的約束條件包括熱力系統(tǒng)約束和電力系統(tǒng)約束;
所述熱力系統(tǒng)約束包括熱平衡約束、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱功率約束、熱負(fù)荷約束、熱網(wǎng)約束和熱儲(chǔ)罐儲(chǔ)放熱特性約束;
所述電力系統(tǒng)約束包括火電機(jī)組爬坡約束、火電機(jī)組最小啟停機(jī)時(shí)間約束、火電機(jī)組出力約束、負(fù)荷平衡約束、線路傳輸容量約束、旋轉(zhuǎn)備用約束和棄風(fēng)率指標(biāo)約束。
所述火電機(jī)組包括熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和非熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組;
所述熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組包括背壓機(jī)組和抽汽機(jī)組;
所述非熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組包括純凝機(jī)組。
所述熱力系統(tǒng)約束中,有:
(1)熱平衡約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有熱源發(fā)出的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有背壓機(jī)組發(fā)出的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有抽汽機(jī)組所發(fā)出的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐輸出到熱網(wǎng)的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有儲(chǔ)熱罐散熱功率總和,的單位均為MW;
(2)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱功率約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下背壓機(jī)組的熱功率上限,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下抽汽機(jī)組的熱功率上限;
(3)熱負(fù)荷約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的熱負(fù)荷,K1表示建筑物散熱系數(shù),K2表示建筑物儲(chǔ)熱系數(shù),K3表示建筑物內(nèi)空氣儲(chǔ)熱系數(shù),β表示建筑物內(nèi)空氣和建筑物墻壁溫度的耦合系數(shù);表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的室外溫度,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的建筑物墻壁溫度,表示t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的建筑物墻壁溫度;
(4)熱網(wǎng)約束表示為:
其中,Δt表示熱網(wǎng)管道傳送延遲時(shí)間,其單位為h;ε表示熱網(wǎng)管道損耗系數(shù);表示t-Δt時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有熱源發(fā)出的熱功率總和,其單位為MW;
(5)熱儲(chǔ)罐儲(chǔ)放熱特性約束包括儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱功率約束、儲(chǔ)熱罐放熱功率約束、儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量上下限約束、儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量約束和儲(chǔ)熱罐散熱約束;具體有:
5-1)儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱功率約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱功率,表示節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐換熱器的功率上限,和的單位均為MW;
5-2)儲(chǔ)熱罐放熱功率約束表示為:
5-3)儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量上下限約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱量,其單位為MW;和分別表示節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱量上限和下限,兩者的單位均為MWh;
5-4)儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的散熱功率,表示t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱量,和單位均為MW;
5-5)儲(chǔ)熱罐熱耗散約束表示為:
其中,kl表示儲(chǔ)熱罐散熱系數(shù)。
所述電力系統(tǒng)約束中,有:
(1)火電機(jī)組爬坡約束表示為:
其中,g為火電機(jī)組索引;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組的有功出力,表示t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組的有功出力,兩者單位均為MW;和分別表示火電機(jī)組向上爬坡率和向下爬坡率,兩者單位均為MW/min;
(2)火電機(jī)組最小啟停機(jī)時(shí)間約束表示為:
其中,分別表示t時(shí)刻、t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組的狀態(tài),為1時(shí)表示運(yùn)行狀態(tài),為0時(shí)表示停機(jī)狀態(tài);
k表示表示仿真時(shí)間步長(zhǎng),Kon和Koff分別表示火電機(jī)組最小啟機(jī)時(shí)間和最小停機(jī)時(shí)間;
分別表示t時(shí)刻、t+k時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組是否發(fā)出啟機(jī)指令,為1時(shí)表示發(fā)出啟機(jī)指令,為0時(shí)表示未發(fā)出啟機(jī)指令;
分別表示t時(shí)刻、t+k時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組是否發(fā)出停機(jī)指令,為1時(shí)表示發(fā)出停機(jī)指令,為0時(shí)表示未發(fā)出停機(jī)指令;
(3)火電機(jī)組出力約束表示為:
其中,c為純凝機(jī)組索引,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第c臺(tái)純凝機(jī)組的有功出力,和分別表示節(jié)點(diǎn)n下第c臺(tái)純凝機(jī)組的出力上限和下限,和的單位均為MW;
和分別表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第b臺(tái)背壓機(jī)組的電功率和熱功率,單位均為MW;表示節(jié)點(diǎn)n下第b臺(tái)背壓機(jī)組的電-熱耦合系數(shù);表示節(jié)點(diǎn)n下第b臺(tái)背壓機(jī)組的電功率下限;
和分別表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第e臺(tái)抽汽機(jī)組的電功率和熱功率,單位均為MW;表示節(jié)點(diǎn)n下第e臺(tái)抽汽機(jī)組的電-熱耦合系數(shù);和分別表示節(jié)點(diǎn)n下第e臺(tái)抽汽機(jī)組的電功率上限和下限,單位均為MW;
Nc、Nb、Ne分別表示節(jié)點(diǎn)n下純凝機(jī)組、背壓機(jī)組、抽汽機(jī)組的總臺(tái)數(shù);NG表示火電機(jī)組總臺(tái)數(shù);
(4)負(fù)荷平衡約束表示為:
其中,w表示風(fēng)電場(chǎng)索引,Nw表示風(fēng)電場(chǎng)總個(gè)數(shù),m表示節(jié)點(diǎn)索引,L為負(fù)荷索引,NL表示總負(fù)荷數(shù),Lt,n,nn表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n和節(jié)點(diǎn)m之間的傳輸功率,其單位為MW;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第w個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電功率,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第L個(gè)負(fù)荷的負(fù)荷值;
(5)線路傳輸容量約束表示為:
其中,表示線路傳輸斷面限額,其單位為MW;
(6)旋轉(zhuǎn)備用約束表示為:
其中,RP和RN分別表示正旋轉(zhuǎn)備用容量和負(fù)旋轉(zhuǎn)備用,單位均為MW;
(7)棄風(fēng)率指標(biāo)約束表示為:
其中,α表示棄風(fēng)率,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第w個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的理論功率。
所述采用分支定界法求解儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,完成儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置包括:
通過(guò)CPLEX軟件求解儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,完成儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置。
本發(fā)明還提供一種用于提升風(fēng)電消納能力的儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:
用于建立儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型的裝置;以及
用于采用分支定界法求解儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,完成儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置的裝置。
所述用于建立儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型的裝置包括用于構(gòu)建儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)的裝置以及用于確定儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的約束條件的裝置。
所述用于構(gòu)建儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)的裝置以儲(chǔ)熱罐年度總經(jīng)濟(jì)費(fèi)用最小為目標(biāo)構(gòu)建如下儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù):
其中,表示儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù),n表示節(jié)點(diǎn)索引,N表示節(jié)點(diǎn)總數(shù),hb表示儲(chǔ)熱罐索引,t表示仿真時(shí)間步長(zhǎng),T表示調(diào)度時(shí)間的總長(zhǎng)度,ΔT表示仿真時(shí)間間隔,ΔT的單位為h;均為優(yōu)化變量,表示節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐換熱器裝機(jī)容量,其單位為MW;表示儲(chǔ)熱罐總?cè)萘?,其單位為MWh;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐輸出到熱網(wǎng)的熱功率,其單位為MW;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱功率,其單位為MW;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的散熱功率,其單位為MW;表示儲(chǔ)儲(chǔ)熱罐換熱器單位投資建設(shè)費(fèi)用,其單位為元/MW;表示儲(chǔ)熱裝置罐體單位投資建設(shè)費(fèi)用,其單位為元/MWh;表示儲(chǔ)熱罐全生命周期,其單位為年;表示儲(chǔ)熱罐年度維護(hù)成本占總建設(shè)成本比率;表示售熱熱價(jià),其單位為元/MWh。
所述用于確定儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的約束條件的裝置確定的儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的約束條件包括熱力系統(tǒng)約束和電力系統(tǒng)約束;
所述熱力系統(tǒng)約束包括熱平衡約束、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱功率約束、熱負(fù)荷約束、熱網(wǎng)約束和熱儲(chǔ)罐儲(chǔ)放熱特性約束;
所述電力系統(tǒng)約束包括火電機(jī)組爬坡約束、火電機(jī)組最小啟停機(jī)時(shí)間約束、火電機(jī)組出力約束、負(fù)荷平衡約束、線路傳輸容量約束、旋轉(zhuǎn)備用約束和棄風(fēng)率指標(biāo)約束。
所述火電機(jī)組包括熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和非熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組;
所述熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組包括背壓機(jī)組和抽汽機(jī)組;
所述非熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組包括純凝機(jī)組。
所述熱力系統(tǒng)約束中,有:
(1)熱平衡約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有熱源發(fā)出的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有背壓機(jī)組發(fā)出的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有抽汽機(jī)組所發(fā)出的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐輸出到熱網(wǎng)的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有儲(chǔ)熱罐散熱功率總和,的單位均為MW;
(2)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱功率約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下背壓機(jī)組的熱功率上限,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下抽汽機(jī)組的熱功率上限;
(3)熱負(fù)荷約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的熱負(fù)荷,K1表示建筑物散熱系數(shù),K2表示建筑物儲(chǔ)熱系數(shù),K3表示建筑物內(nèi)空氣儲(chǔ)熱系數(shù),β表示建筑物內(nèi)空氣和建筑物墻壁溫度的耦合系數(shù);表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的室外溫度,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的建筑物墻壁溫度,表示t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的建筑物墻壁溫度;
(4)熱網(wǎng)約束表示為:
其中,Δt表示熱網(wǎng)管道傳送延遲時(shí)間,其單位為h;ε表示熱網(wǎng)管道損耗系數(shù);表示t-Δt時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有熱源發(fā)出的熱功率總和,其單位為MW;
(5)熱儲(chǔ)罐儲(chǔ)放熱特性約束包括儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱功率約束、儲(chǔ)熱罐放熱功率約束、儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量上下限約束、儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量約束和儲(chǔ)熱罐散熱約束;具體有:
5-1)儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱功率約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱功率,表示節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐換熱器的功率上限,和的單位均為MW;
5-2)儲(chǔ)熱罐放熱功率約束表示為:
5-3)儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量上下限約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱量,其單位為MW;和分別表示節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱量上限和下限,兩者的單位均為MWh;
5-4)儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的散熱功率,表示t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱量,和單位均為MW;
5-5)儲(chǔ)熱罐熱耗散約束表示為:
其中,kl表示儲(chǔ)熱罐散熱系數(shù)。
所述電力系統(tǒng)約束中,有:
(1)火電機(jī)組爬坡約束表示為:
其中,g為火電機(jī)組索引;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組的有功出力,表示t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組的有功出力,兩者單位均為MW;和分別表示火電機(jī)組向上爬坡率和向下爬坡率,兩者單位均為MW/min;
(2)火電機(jī)組最小啟停機(jī)時(shí)間約束表示為:
其中,分別表示t時(shí)刻、t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組的狀態(tài),為1時(shí)表示運(yùn)行狀態(tài),為0時(shí)表示停機(jī)狀態(tài);
k表示表示仿真時(shí)間步長(zhǎng),Kon和Koff分別表示火電機(jī)組最小啟機(jī)時(shí)間和最小停機(jī)時(shí)間;
分別表示t時(shí)刻、t+k時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組是否發(fā)出啟機(jī)指令,為1時(shí)表示發(fā)出啟機(jī)指令,為0時(shí)表示未發(fā)出啟機(jī)指令;
分別表示t時(shí)刻、t+k時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組是否發(fā)出停機(jī)指令,為1時(shí)表示發(fā)出停機(jī)指令,為0時(shí)表示未發(fā)出停機(jī)指令;
(3)火電機(jī)組出力約束表示為:
其中,c為純凝機(jī)組索引,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第c臺(tái)純凝機(jī)組的有功出力,和分別表示節(jié)點(diǎn)n下第c臺(tái)純凝機(jī)組的出力上限和下限,和的單位均為MW;
和分別表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第b臺(tái)背壓機(jī)組的電功率和熱功率,單位均為MW;表示節(jié)點(diǎn)n下第b臺(tái)背壓機(jī)組的電-熱耦合系數(shù);表示節(jié)點(diǎn)n下第b臺(tái)背壓機(jī)組的電功率下限;
和分別表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第e臺(tái)抽汽機(jī)組的電功率和熱功率,單位均為MW;表示節(jié)點(diǎn)n下第e臺(tái)抽汽機(jī)組的電-熱耦合系數(shù);和分別表示節(jié)點(diǎn)n下第e臺(tái)抽汽機(jī)組的電功率上限和下限,單位均為MW;
Nc、Nb、Ne分別表示節(jié)點(diǎn)n下純凝機(jī)組、背壓機(jī)組、抽汽機(jī)組的總臺(tái)數(shù);NG表示火電機(jī)組總臺(tái)數(shù);
(4)負(fù)荷平衡約束表示為:
其中,w表示風(fēng)電場(chǎng)索引,Nw表示風(fēng)電場(chǎng)總個(gè)數(shù),m表示節(jié)點(diǎn)索引,L為負(fù)荷索引,NL表示總負(fù)荷數(shù),Lt,n,nn表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n和節(jié)點(diǎn)m之間的傳輸功率,其單位為MW;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第w個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電功率,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第L個(gè)負(fù)荷的負(fù)荷值;
(5)線路傳輸容量約束表示為:
其中,表示線路傳輸斷面限額,其單位為MW;
(6)旋轉(zhuǎn)備用約束表示為:
其中,RP和RN分別表示正旋轉(zhuǎn)備用容量和負(fù)旋轉(zhuǎn)備用,單位均為MW;
(7)棄風(fēng)率指標(biāo)約束表示為:
其中,α表示棄風(fēng)率,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第w個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的理論功率。
所述用于采用分支定界法求解儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,完成儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置的裝置包括:
用于通過(guò)CPLEX軟件求解儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,完成儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置的裝置。
與最接近的現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下有益效果:
1.本發(fā)明提供用于提升風(fēng)電消納能力的儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置方法,先建立包括儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)及其對(duì)應(yīng)的約束條件的儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,然后采用分支定界法求解儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,完成了儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置,用于指導(dǎo)熱-電聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)健康發(fā)展,為城市供熱系統(tǒng)熱源的科學(xué)規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行提供指導(dǎo);
2.本發(fā)明考慮供熱管網(wǎng)的熱慣性、熱延遲特性以及建筑物保溫特性,在滿足供熱需求的情況下,構(gòu)建了以年度總經(jīng)濟(jì)費(fèi)用最低的儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,基于儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)放熱運(yùn)行特性,松弛熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的熱-電耦合約束,實(shí)現(xiàn)供熱機(jī)組靈活運(yùn)行,在電力系統(tǒng)有接納風(fēng)電空間時(shí),提高熱電聯(lián)產(chǎn)熱出力,并利用儲(chǔ)熱罐進(jìn)行儲(chǔ)熱,在電網(wǎng)風(fēng)電接納空間不足時(shí),利用儲(chǔ)熱罐進(jìn)行放熱,減小熱電機(jī)組熱出力,從而降低熱電機(jī)組電出力以增加風(fēng)電接納空間,可在保障居民供暖質(zhì)量不變的前提下,提升風(fēng)電利用率。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例中用于提升風(fēng)電消納能力的儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置方法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明提出了一種用于提升風(fēng)電消納能力的儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置方法,綜合考慮了風(fēng)電出力的波動(dòng)性和隨機(jī)性和儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)放熱特性,基于電力系統(tǒng)運(yùn)行約束和熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱電耦合約束,在滿足供熱的需求下,優(yōu)化計(jì)算得到儲(chǔ)熱罐最佳配置容量,可在最大程度上松弛熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱-電耦合約束,實(shí)現(xiàn)供熱機(jī)組出力靈活調(diào)整,提升風(fēng)電利用率。本方法可用于指導(dǎo)熱-電聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)健康發(fā)展,為城市供熱系統(tǒng)熱源的科學(xué)規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行提供指導(dǎo)。
本發(fā)明提供一種用于提升風(fēng)電消納能力的儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置方法,如圖1,所述方法包括:
建立儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,包括儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)及其對(duì)應(yīng)的約束條件;
采用分支定界法求解儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,完成儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置。
所述儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)包括:
年度總經(jīng)濟(jì)費(fèi)用主要包含年投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用兩部分,以儲(chǔ)熱罐年度總經(jīng)濟(jì)費(fèi)用最小為目標(biāo)構(gòu)建如下儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù):
其中,表示儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù),n表示節(jié)點(diǎn)索引,N表示節(jié)點(diǎn)總數(shù),hb表示儲(chǔ)熱罐索引,t表示仿真時(shí)間步長(zhǎng),T表示調(diào)度時(shí)間的總長(zhǎng)度,ΔT表示仿真時(shí)間間隔,ΔT的單位為h;均為優(yōu)化變量,表示節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐換熱器裝機(jī)容量,其單位為MW;表示儲(chǔ)熱罐總?cè)萘?,其單位為MWh;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐輸出到熱網(wǎng)的熱功率,其單位為MW;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱功率,其單位為MW;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的散熱功率,其單位為MW;表示儲(chǔ)儲(chǔ)熱罐換熱器單位投資建設(shè)費(fèi)用,其單位為元/MW;表示儲(chǔ)熱裝置罐體單位投資建設(shè)費(fèi)用,其單位為元/MWh;表示儲(chǔ)熱罐全生命周期,其單位為年;表示儲(chǔ)熱罐年度維護(hù)成本占總建設(shè)成本比率;表示售熱熱價(jià),其單位為元/MWh。
所述儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的約束條件包括熱力系統(tǒng)約束和電力系統(tǒng)約束;
所述熱力系統(tǒng)約束包括熱平衡約束、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱功率約束、熱負(fù)荷約束、熱網(wǎng)約束和熱儲(chǔ)罐儲(chǔ)放熱特性約束;
所述電力系統(tǒng)約束包括火電機(jī)組爬坡約束、火電機(jī)組最小啟停機(jī)時(shí)間約束、火電機(jī)組出力約束、負(fù)荷平衡約束、線路傳輸容量約束、旋轉(zhuǎn)備用約束和棄風(fēng)率指標(biāo)約束。
所述火電機(jī)組包括熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和非熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組;
所述熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組包括背壓機(jī)組和抽汽機(jī)組;
所述非熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組包括純凝機(jī)組。
所述熱力系統(tǒng)約束中,有:
(1)熱平衡約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有熱源發(fā)出的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有背壓機(jī)組發(fā)出的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有抽汽機(jī)組所發(fā)出的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐輸出到熱網(wǎng)的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有儲(chǔ)熱罐散熱功率總和,的單位均為MW;
(2)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱功率約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下背壓機(jī)組的熱功率上限,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下抽汽機(jī)組的熱功率上限;
(3)熱負(fù)荷約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的熱負(fù)荷,K1表示建筑物散熱系數(shù),K2表示建筑物儲(chǔ)熱系數(shù),K3表示建筑物內(nèi)空氣儲(chǔ)熱系數(shù),β表示建筑物內(nèi)空氣和建筑物墻壁溫度的耦合系數(shù);表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的室外溫度,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的建筑物墻壁溫度,表示t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的建筑物墻壁溫度;
(4)熱網(wǎng)約束表示為:
其中,Δt表示熱網(wǎng)管道傳送延遲時(shí)間,其單位為h;ε表示熱網(wǎng)管道損耗系數(shù);表示t-Δt時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有熱源發(fā)出的熱功率總和,其單位為MW;
(5)熱儲(chǔ)罐儲(chǔ)放熱特性約束包括儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱功率約束、儲(chǔ)熱罐放熱功率約束、儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量上下限約束、儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量約束和儲(chǔ)熱罐散熱約束;具體有:
5-1)儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱功率約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱功率,表示節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐換熱器的功率上限,和的單位均為MW;
5-2)儲(chǔ)熱罐放熱功率約束表示為:
5-3)儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量上下限約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱量,其單位為MW;和分別表示節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱量上限和下限,兩者的單位均為MWh;
5-4)儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的散熱功率,表示t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱量,和單位均為MW;
5-5)儲(chǔ)熱罐熱耗散約束表示為:
其中,kl表示儲(chǔ)熱罐散熱系數(shù)。
所述電力系統(tǒng)約束中,有:
(1)火電機(jī)組爬坡約束表示為:
其中,g為火電機(jī)組索引;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組的有功出力,表示t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組的有功出力,兩者單位均為MW;和分別表示火電機(jī)組向上爬坡率和向下爬坡率,兩者單位均為MW/min;
(2)火電機(jī)組最小啟停機(jī)時(shí)間約束表示為:
其中,分別表示t時(shí)刻、t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組的狀態(tài),為1時(shí)表示運(yùn)行狀態(tài),為0時(shí)表示停機(jī)狀態(tài);
k表示表示仿真時(shí)間步長(zhǎng),Kon和Koff分別表示火電機(jī)組最小啟機(jī)時(shí)間和最小停機(jī)時(shí)間;
分別表示t時(shí)刻、t+k時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組是否發(fā)出啟機(jī)指令,為1時(shí)表示發(fā)出啟機(jī)指令,為0時(shí)表示未發(fā)出啟機(jī)指令;
分別表示t時(shí)刻、t+k時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組是否發(fā)出停機(jī)指令,為1時(shí)表示發(fā)出停機(jī)指令,為0時(shí)表示未發(fā)出停機(jī)指令;
(3)火電機(jī)組出力約束表示為:
其中,c為純凝機(jī)組索引,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第c臺(tái)純凝機(jī)組的有功出力,和分別表示節(jié)點(diǎn)n下第c臺(tái)純凝機(jī)組的出力上限和下限,和的單位均為MW;
和分別表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第b臺(tái)背壓機(jī)組的電功率和熱功率,單位均為MW;表示節(jié)點(diǎn)n下第b臺(tái)背壓機(jī)組的電-熱耦合系數(shù);表示節(jié)點(diǎn)n下第b臺(tái)背壓機(jī)組的電功率下限;
和分別表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第e臺(tái)抽汽機(jī)組的電功率和熱功率,單位均為MW;表示節(jié)點(diǎn)n下第e臺(tái)抽汽機(jī)組的電-熱耦合系數(shù);和分別表示節(jié)點(diǎn)n下第e臺(tái)抽汽機(jī)組的電功率上限和下限,單位均為MW;
Nc、Nb、Ne分別表示節(jié)點(diǎn)n下純凝機(jī)組、背壓機(jī)組、抽汽機(jī)組的總臺(tái)數(shù);NG表示火電機(jī)組總臺(tái)數(shù);
(4)負(fù)荷平衡約束表示為:
其中,w表示風(fēng)電場(chǎng)索引,Nw表示風(fēng)電場(chǎng)總個(gè)數(shù),m表示節(jié)點(diǎn)索引,L為負(fù)荷索引,NL表示總負(fù)荷數(shù),Lt,n,nn表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n和節(jié)點(diǎn)m之間的傳輸功率,其單位為MW;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第w個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電功率,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第L個(gè)負(fù)荷的負(fù)荷值;
(5)線路傳輸容量約束表示為:
其中,表示線路傳輸斷面限額,其單位為MW;
(6)旋轉(zhuǎn)備用約束表示為:
其中,RP和RN分別表示正旋轉(zhuǎn)備用容量和負(fù)旋轉(zhuǎn)備用,單位均為MW;
(7)棄風(fēng)率指標(biāo)約束表示為:
其中,α表示棄風(fēng)率,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第w個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的理論功率。
所述采用分支定界法求解儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,完成儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置包括:
通過(guò)CPLEX軟件求解儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,完成儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置。
本發(fā)明還提供一種用于提升風(fēng)電消納能力的儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括:
用于建立儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型的裝置;以及
用于采用分支定界法求解儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,完成儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置的裝置。
所述用于建立儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型的裝置包括用于構(gòu)建儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)的裝置以及用于確定儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的約束條件的裝置。
所述用于構(gòu)建儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)的裝置以儲(chǔ)熱罐年度總經(jīng)濟(jì)費(fèi)用最小為目標(biāo)構(gòu)建如下儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù):
其中,表示儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù),n表示節(jié)點(diǎn)索引,N表示節(jié)點(diǎn)總數(shù),hb表示儲(chǔ)熱罐索引,t表示仿真時(shí)間步長(zhǎng),T表示調(diào)度時(shí)間的總長(zhǎng)度,ΔT表示仿真時(shí)間間隔,ΔT的單位為h;均為優(yōu)化變量,表示節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐換熱器裝機(jī)容量,其單位為MW;表示儲(chǔ)熱罐總?cè)萘?,其單位為MWh;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐輸出到熱網(wǎng)的熱功率,其單位為MW;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱功率,其單位為MW;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的散熱功率,其單位為MW;表示儲(chǔ)儲(chǔ)熱罐換熱器單位投資建設(shè)費(fèi)用,其單位為元/MW;表示儲(chǔ)熱裝置罐體單位投資建設(shè)費(fèi)用,其單位為元/MWh;表示儲(chǔ)熱罐全生命周期,其單位為年;表示儲(chǔ)熱罐年度維護(hù)成本占總建設(shè)成本比率;表示售熱熱價(jià),其單位為元/MWh。
所述用于確定儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的約束條件的裝置確定的儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)對(duì)應(yīng)的約束條件包括熱力系統(tǒng)約束和電力系統(tǒng)約束;
所述熱力系統(tǒng)約束包括熱平衡約束、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱功率約束、熱負(fù)荷約束、熱網(wǎng)約束和熱儲(chǔ)罐儲(chǔ)放熱特性約束;
所述電力系統(tǒng)約束包括火電機(jī)組爬坡約束、火電機(jī)組最小啟停機(jī)時(shí)間約束、火電機(jī)組出力約束、負(fù)荷平衡約束、線路傳輸容量約束、旋轉(zhuǎn)備用約束和棄風(fēng)率指標(biāo)約束。
所述火電機(jī)組包括熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和非熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組;
所述熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組包括背壓機(jī)組和抽汽機(jī)組;
所述非熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組包括純凝機(jī)組。
所述熱力系統(tǒng)約束中,有:
(1)熱平衡約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有熱源發(fā)出的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有背壓機(jī)組發(fā)出的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有抽汽機(jī)組所發(fā)出的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐輸出到熱網(wǎng)的熱功率總和,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有儲(chǔ)熱罐散熱功率總和,的單位均為MW;
(2)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組熱功率約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下背壓機(jī)組的熱功率上限,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下抽汽機(jī)組的熱功率上限;
(3)熱負(fù)荷約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的熱負(fù)荷,K1表示建筑物散熱系數(shù),K2表示建筑物儲(chǔ)熱系數(shù),K3表示建筑物內(nèi)空氣儲(chǔ)熱系數(shù),β表示建筑物內(nèi)空氣和建筑物墻壁溫度的耦合系數(shù);表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的室外溫度,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的建筑物墻壁溫度,表示t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n的建筑物墻壁溫度;
(4)熱網(wǎng)約束表示為:
其中,Δt表示熱網(wǎng)管道傳送延遲時(shí)間,其單位為h;ε表示熱網(wǎng)管道損耗系數(shù);表示t-Δt時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下所有熱源發(fā)出的熱功率總和,其單位為MW;
(5)熱儲(chǔ)罐儲(chǔ)放熱特性約束包括儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱功率約束、儲(chǔ)熱罐放熱功率約束、儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量上下限約束、儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量約束和儲(chǔ)熱罐散熱約束;具體有:
5-1)儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱功率約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱功率,表示節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐換熱器的功率上限,和的單位均為MW;
5-2)儲(chǔ)熱罐放熱功率約束表示為:
5-3)儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量上下限約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱量,其單位為MW;和分別表示節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱量上限和下限,兩者的單位均為MWh;
5-4)儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)熱量約束表示為:
其中,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的散熱功率,表示t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下儲(chǔ)熱罐的儲(chǔ)熱量,和單位均為MW;
5-5)儲(chǔ)熱罐熱耗散約束表示為:
其中,kl表示儲(chǔ)熱罐散熱系數(shù)。
所述電力系統(tǒng)約束中,有:
(1)火電機(jī)組爬坡約束表示為:
其中,g為火電機(jī)組索引;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組的有功出力,表示t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組的有功出力,兩者單位均為MW;和分別表示火電機(jī)組向上爬坡率和向下爬坡率,兩者單位均為MW/min;
(2)火電機(jī)組最小啟停機(jī)時(shí)間約束表示為:
其中,分別表示t時(shí)刻、t-1時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組的狀態(tài),為1時(shí)表示運(yùn)行狀態(tài),為0時(shí)表示停機(jī)狀態(tài);
k表示表示仿真時(shí)間步長(zhǎng),Kon和Koff分別表示火電機(jī)組最小啟機(jī)時(shí)間和最小停機(jī)時(shí)間;
分別表示t時(shí)刻、t+k時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組是否發(fā)出啟機(jī)指令,為1時(shí)表示發(fā)出啟機(jī)指令,為0時(shí)表示未發(fā)出啟機(jī)指令;
分別表示t時(shí)刻、t+k時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第g臺(tái)火電機(jī)組是否發(fā)出停機(jī)指令,為1時(shí)表示發(fā)出停機(jī)指令,為0時(shí)表示未發(fā)出停機(jī)指令;
(3)火電機(jī)組出力約束表示為:
其中,c為純凝機(jī)組索引,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第c臺(tái)純凝機(jī)組的有功出力,和分別表示節(jié)點(diǎn)n下第c臺(tái)純凝機(jī)組的出力上限和下限,和的單位均為MW;
和分別表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第b臺(tái)背壓機(jī)組的電功率和熱功率,單位均為MW;表示節(jié)點(diǎn)n下第b臺(tái)背壓機(jī)組的電-熱耦合系數(shù);表示節(jié)點(diǎn)n下第b臺(tái)背壓機(jī)組的電功率下限;
和分別表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第e臺(tái)抽汽機(jī)組的電功率和熱功率,單位均為MW;表示節(jié)點(diǎn)n下第e臺(tái)抽汽機(jī)組的電-熱耦合系數(shù);和分別表示節(jié)點(diǎn)n下第e臺(tái)抽汽機(jī)組的電功率上限和下限,單位均為MW;
Nc、Nb、Ne分別表示節(jié)點(diǎn)n下純凝機(jī)組、背壓機(jī)組、抽汽機(jī)組的總臺(tái)數(shù);NG表示火電機(jī)組總臺(tái)數(shù);
(4)負(fù)荷平衡約束表示為:
其中,w表示風(fēng)電場(chǎng)索引,Nw表示風(fēng)電場(chǎng)總個(gè)數(shù),m表示節(jié)點(diǎn)索引,L為負(fù)荷索引,NL表示總負(fù)荷數(shù),Lt,n,nn表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n和節(jié)點(diǎn)m之間的傳輸功率,其單位為MW;表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第w個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電功率,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第L個(gè)負(fù)荷的負(fù)荷值;
(5)線路傳輸容量約束表示為:
其中,表示線路傳輸斷面限額,其單位為MW;
(6)旋轉(zhuǎn)備用約束表示為:
其中,RP和RN分別表示正旋轉(zhuǎn)備用容量和負(fù)旋轉(zhuǎn)備用,單位均為MW;
(7)棄風(fēng)率指標(biāo)約束表示為:
其中,α表示棄風(fēng)率,表示t時(shí)刻節(jié)點(diǎn)n下第w個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的理論功率。
所述用于采用分支定界法求解儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,完成儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置的裝置包括:
用于通過(guò)CPLEX軟件求解儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置模型,完成儲(chǔ)熱罐容量?jī)?yōu)化配置的裝置。
最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制,所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員參照上述實(shí)施例依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換,這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換,均在申請(qǐng)待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。