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基于集中供热系统储热特性的热电联产机组灵活性优化调度方法 

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申请/专利权人:武汉大学;国网湖北省电力有限公司电力科学研究院

摘要:本发明涉及一种基于集中供热系统储热特性的热电联产机组灵活性优化调度方法。包括:步骤1、采集热网的管道各个节点的温度,以及管道的供水温度、回水温度,采集管道的水流量,基于CHP机组的热力系统调度目标函数及其约束条件,得到CHP机组的出力上下限;步骤2、以总运行及备用成本,风电的弃风量最小为优化目标,综合考虑电力平衡以及电力系统约束以及CHP机组多时间多时间尺度灵活性出力约束,基于总成本优化目标函数,利用商业求解器即可以求解,得到CHP机组的具体出力值。因此,本发明能够充分挖掘CHP机组的调节灵活性,扩大风电的上网空间,增加可再生能源的利用率,实现电热综合能源的互补互利,实现经济性最优。

主权项:1.一种基于集中供热系统储热特性的热电联产机组灵活性优化调度方法,其特征在于,包括:步骤1、采集热网的管道各个节点的温度,以及管道的供水温度、回水温度,采集管道的水流量,考虑CHP机组多时间尺度灵活性约束的基础上,调度模型以常规机组和CHP机组出力以及各机组备用为决策变量,基于CHP机组的热力系统调度目标函数及其约束条件,得到CHP机组的出力上下限;步骤2、以总运行及备用成本,风电的弃风量最小为优化目标,综合考虑电力平衡以及电力系统约束以及CHP机组多时间多时间尺度灵活性出力约束,基于总成本优化目标函数,利用商业求解器即可以求解;最后得到CHP机组的灵活性调度;也即是得到CHP机组的具体出力值;所述步骤1中,CHP机组的热力系统调度目标函数基于以下公式: 其中,T为总时间段数,分别为热电联产机组、其他产热装置的热出力燃料成本,为蓄热损失成本,和分别为CHP机组热出力上界和下界偏差惩罚成本;所述步骤1中, μb和μc分别为供热设备和CHP机组的燃料成本和分别为供热设备和CHP机组的燃料消耗率,为储热设备在存储中的热损耗系数; 其中,μ+和μ-为CHP机组的偏差惩罚函数为构造的中间变量;所述步骤1中,约束条件包括:温度约束: 出力约束: 其中,Ss,t为t时刻的储热量,Ss,0为0时刻的储热量;和为CHP机组热出力的运行区间的上界和下界组成的决策变量,表示供水节点的t时刻的温度,表示回水节点的t时刻的温度,表示管道的入口温度,表示管道的出口温度,表示实际运行时的供水节点的实际温度,表示管道的实际运行时的入口温度,表示管道的实际运行时的出口温度,表示衡量热网管道储热量的温度变化值;所有带上下标min和max的都表示相应参数的最小和最大值,是可以人为设定的; 表示CHP机组的热出力,和分别表示前文求取的上下界;为中间变量;表示散热器的供热量,Ss,t为t时刻的储热量;为系统设立的其他供热设备的热出力;所述步骤2中,总成本优化目标函数基于以下公式: 其中,C为系统协调的运行总成本,CCONt和CCHPt分别为t时段火电机组和热电机组的运行成本,CCUTt为t时段弃风惩罚成本,Cst为t时段散热器散热成本;火电机组的运行成本;CCONt=μcoalaPcont2+bPcont+c其中,μcoal为煤价,Pcont为火电机组在t时段的电出力,a、b、c为火电机组运行成本拟合系数; f0到f5是拟合系数;PCHP是CHP机组电功率;D为抽气量;CCUTt=[PWT,yt-PWT,st]·ε其中,PWT,yt和PWT,st分别为风电功率的预测值和实际发出功率,为弃风惩罚系数;Cst=c·Qs,t其中,c为散热成本系数;Qs,t为散热器释放的热量;约束条件包括:功率约束:PCHPt+PCONt+PWT,St=Ploadt热量约束:QCHPt+QHSt=Qloadt散热量与建筑物温度约束: Δt为调度时间间隔,和为t时刻的室内室外温度,k1、k2、k3为相应的系数;C为比热容;s为供热面积,为室内热损失系数,Qs表示散热器的供热量;管道热延迟与温降约束: 其中,为t时刻的温度损耗,为t时刻管道首端供水温度,为t时刻管道外界温度,为温度损失系数,λ为管道单位长度的热传输效率;所以可以得到t时刻管道末端的温度为: 机组出力约束: 温度约束: 其中,PCHP表示CHP机组的电出力,PCON表示火电机组的电出力,PWT表示风电机组的电出力;其他带min和max的是对应参数的上下限,可由实际模型人为设定大小;表示供水节点的t时刻的温度,表示回水节点的t时刻的温度,表示管道的入口温度,表示管道的出口温度。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 武汉大学 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 基于集中供热系统储热特性的热电联产机组灵活性优化调度方法

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