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申请/专利权人：昆明理工大学

摘要：本发明公开了基于热电比拟模型的电热综合能源系统优化调度方法、系统，方法包括：构建热网管道热电比拟模型；依据热网管道热电比拟模型，构建热网热电比拟模型；依据热网的热电比拟模型，构建电热综合能源系统优化调度模型；求解电热综合能源系统优化调度模型，获得电热综合能源系统调度计划。本发明充分利用了热网的热动态特性即热力管道传输时延造成的迟滞特性与蓄热特性，结合电路分析方法，提出热电比拟建模方法；热网热电比拟模型可以实现电、热系统统一建模，分析方法简单，且不受调度周期、热网规模的限制；考虑热网热动态特性后可以打破供、需两侧热功率必须实时匹配的要求，实现热能的跨时段转移，提高电热综合能源系统运行调度的灵活性和经济性。

主权项：1.一种基于热电比拟模型的电热综合能源系统优化调度方法，其特征在于：包括：构建热网管道热电比拟模型；依据热网管道热电比拟模型，构建热网热电比拟模型；依据热网的热电比拟模型，构建电热综合能源系统优化调度模型；求解电热综合能源系统优化调度模型，获得电热综合能源系统调度计划；所述构建热网管道热电比拟模型，包括：步骤1.1、根据热网管道内流体能量守恒定律，单位时间热网管道内热量的变化量等于流入和流出热网管道流体的热量差以及流体在热网管道传输过程中传给管壁的热量，构建热网管道温度变化方程式； 其中，A为热网管道的横截面积；Tin、Tout为热网管道入口温度、出口温度；Tw为土壤温度；L为热网管道的传输长度；μ为热网管道的传热系数；c为热介质比热容；ρ为热介质密度；m为热网管道流量；步骤1.2、将热网管道温度变化方程式进行简化，获得简化后的热网管道温度变化方程式： 其中，C1＝cρA为等效热容；R1、R2均为等效热阻，R1＝1cmL，R2＝1μA；步骤1.3、根据热电比拟方法，将温差比拟为电路中的电势差，热阻比拟为电阻，出口温度的比热容比拟为电学中的电容，将简化后的热网管道温度变化方程式从0～t积分，得到热网管道热电比拟模型： 其中，为管道热动态传热过程中的时间常数，表征了热网管道出口温度对入口温度变化的响应速度，e为指数；所述依据热网管道热电比拟模型，构建热网热电比拟模型，包括：步骤2.1、引入炽耗散热阻RH，用于描述换热器的“欧姆定律”，获得换热器热电比拟模型： 其中，Thi、Tho为换热器高温侧和低温侧进口温度；Tci、Tco为换热器高温侧和低温侧出口温度；K为传热因子；D为换热器实际换热面积；ξ为换热器形状因子；HD为换热器释放能量，即热用户所需要的能量；步骤2.2、依据热网管道热电比拟模型及换热器热电比拟模型推导出热网热电比拟模型： 其中，Tin、Tout为热网中各热网管道入口、出口温度列向量，Kt、Kw为热动态参数列向量，Et为换热器温度列向量，Tn为各负荷节点加权注入温度列向量，A-为各负荷节点—流出直流关联矩阵，A+各负荷节点—流入支路关联矩阵，I为c阶单位矩阵；所述依据热网的热电比拟模型，构建电热综合能源系统优化调度模型，包括：步骤3.1、确定电力系统约束；在每个调度时刻都必须保持电网总发电量与电负荷实时平衡：Pgt+PGTt＝Ploadt其中，Pgt为电网购电功率；PGTt为燃气轮机发电功率；Ploadt为电网总负荷；步骤3.2、确定热力系统约束；HGBt+HGTt＝HStHSt＝cρmsTss-Tsr其中，HGBt、HGTt为燃气锅炉、燃气轮机的产热功率；HSt为热网中热源的供热功率；Tss、Tsr为热网热源的供热温度、回水温度；ms为热源节点的管道流量；步骤3.3、确定热网热负荷约束；HD,nt＝cρmb,nTDs,n-TDr,n其中，mb,n为第n个负荷节点的管道流量；HD,nt为第n个负荷节点所需的热功率；TDs,n、TDr,n为第n个负荷节点处的供水温度、回水温度；步骤3.4、将热网管道热电比拟模型，作为热网管道运输特性约束；步骤3.5、将换热器热电比拟模型，作为热网换热站约束；步骤3.6、确定燃气轮机、燃气锅炉约束； HGBt＝GGBtηCBq其中，GGTt、GGBt为燃气轮机与燃气锅炉消耗的天然气量；q为天然气热值；ηGT为燃气轮机发电效率，ηCB为燃气锅炉产热效率；HGBt为燃气锅炉的产热功率；步骤3.7、各燃气轮机、燃气锅炉功率、温度上下限约束；Pk,minPkPk,maxHh,minHhHh,maxT1n,minT1nT1n,maxT2b,minT2bT2b,max其中，Pk为第k个燃气轮机的发电功率、Hh为第h个燃气锅炉的产热功率；Pk,min、Pk,max为第k个燃气轮机的发电功率上下限；Hh,min、Hh,max为第h个燃气锅炉的产热功率上下限；T1n为热网中第n个负荷节点的温度；T1n,min、T1n,max为热网中第n个负荷节点的温度上下限；T2b为热网中第b根热网管道的温度；T2b,min、T2b,max为热网中第b根热网管道的温度上下限；步骤3.8、其他约束：电热综合能源中存在蓄电池，在优化运行阶段满足充放电功率上下限约束、充电次数约束。

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