一种基于鲁棒优化的冷热电联供型微网运行方法技术

本发明专利技术公开了基于鲁棒优化的冷热电联供型微网运行方法，该运行方法包括以下步骤：步骤10）建立冷热电联供型微网经济运行的目标函数；步骤20）建立冷热电联供型微网运行约束中的确定性约束；步骤30）建立冷热电联供型微网运行约束中的不确定性约束；步骤40）求解优化模型，得到系统运行控制量，并向系统中各个设备发出相应指令；所述优化模型包括步骤10）建立的目标函数、步骤20）建立的确定性约束和步骤30）建立的不确定性约束。该运行方法消除了可再生能源和负荷不确定性带来的不利影响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于鲁棒优化的冷热电联供型微网运行方法
本专利技术属于冷热电三联供系统领域，具体来说，涉及一种基于鲁棒优化的冷热电联供型微网运行方法。
技术介绍
随着石油、煤炭等不可再生能源的日益枯竭，如何充分开发利用可再生能源、同时进一步提高能源利用率成为迫在眉睫的问题。冷热电联供系统利用天然气能源进行冷、热、电的联产，一方面大大提高了能源利用效率，另一方面为充分利用风电、光伏等分布式可再生能源提供了可能，因此成为未来能源系统发展的重要方向。当前冷热电联供型微网在运行中根据可再生能源出力预测值和负荷预测值进行调度，由于可再生能源出力和用户负荷具有一定的随机特性，因此在实时运行中有很大可能会偏离预测值，导致冷热电联供微网实际上无法以最佳的经济性进行运行，甚至给微网系统的安全构成巨大的威胁。
技术实现思路
技术问题：本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于鲁棒优化的冷热电联供型微网运行方法，通过建立可再生能源出力和负荷功率的不确定约束，使系统在可再生能源实际出力或负荷实际值与预测值之间存在较大偏差情况下，仍能安全运行，消除了可再生能源和负荷不确定性带来的不利影响。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术实施例提出的一种基于鲁棒优化的冷热电联供型微网运行方法，该运行方法包括以下步骤：步骤10)建立冷热电联供型微网经济运行的目标函数；步骤20)建立冷热电联供型微网运行约束中的确定性约束；步骤30)建立冷热电联供型微网运行约束中的不确定性约束；步骤40)求解优化模型，得到系统运行控制量，并向系统中各个设备发出相应指令；所述优化模型包括步骤10)建立的目标函数、步骤20)建立的确定性约束和步骤30)建立的不确定性约束。作为优选例，所述的步骤10)中，建立的冷热电联供型微网经济运行目标函数如式(1)所示：式中，C表示系统运行成本；t表示当前时刻；T表示控制时域；表示第t时段冷热电联供型微网与电网交互的成本，表达式如式(2)所示；表示系统第t时段的燃料成本，表达式如式(3)所示；表示第t时段的蓄电池老化成本，表达式如式(4)所示；表示系统第t时段的运行维护成本，表达式如式(5)所示；式中，表示第t时段系统向电网购电电价，单位：元/kWh；表示第t时段系统向电网购电功率，单位：kW；表示第t时段系统向电网售电电价，单位：元/kWh；表示第t时段系统向电网售电功率，单位：kW；Δt表示时间间隔；式中，表示第t时段系统购买天然气价格，单位：元/m3；表示第t时段微型燃气轮机所消耗燃料功率，单位：kW；表示第t时段燃气锅炉所消耗燃料功率，单位：kW；Hng表示天然气热值，单位：kWh/m3；式中，Rbt表示电池的单位时间老化成本，单位：元/h；表示第t时段蓄电池放电状态；表示第t时段蓄电池充电状态；式中，表示微型燃气轮机第t时段的电功率，单位：kW；Rmt,rm表示微型燃气轮机运行维护费用，单位：元/kWh；表示燃气锅炉第t时段的功率，单位：kW；Rb,rm表示燃气锅炉运行维护费用，单位：元/kWh；表示第t时段系统的热负荷功率，单位：kW；ηhe表示热交换器效率；Rhe,rm表示热交换器运行维护费用，单位：元/kWh；表示吸附式制冷机第t时段的输入功率，单位：kW；Rac,rm表示吸附式制冷机运行维护费用，单位：元/kWh；表示电制冷机第t时段的输入功率，单位：kW；Rec,rm表示电制冷机运行维护费用，单位：元/kWh；表示光伏第t时段的预测值；Rpv,rm表示光伏电池维护费用单位：元/kWh；表示蓄电池第t时段的充电功率，单位：kW；表示蓄电池第t时段放电功率，单位：kW；Rbt,rm表示蓄电池运行维护费用系数，单位：元/kWh；表示蓄热槽第t时段的蓄热功率，单位：kWh；表示蓄热槽第t时段的放热功率，单位：kW；Rtst,rm表示蓄热槽运行维护费用系数，单位：元/kWh。作为优选例，所述的步骤20)具体包括：步骤201)建立微型燃气轮机的热电功率约束和爬坡约束：确定微型燃气轮机的热电功率约束，如式(6)所示：式中，表示微型燃气轮机第t时段运行状态变量，表示微型燃气轮机运行，表示微型燃气轮机停机；表示微型燃气轮机热电效率曲线分段线性化后第1段对应的电功率下限，单位：kW；Lmt表示微型燃气轮机分段线性化的热电效率曲线索引集合；表示第t时段微型燃气轮机产生的电功率落在热电效率曲线第k分段上的量，单位：kW；表示微型燃气轮热电效率曲线分段线性化的第k段二进制编码变量；表示微型燃气轮分段线性化热电效率曲线的第j段二进制编码变量；表示微型燃气轮机热电效率曲线分段线性化后第k+1段对应的电功率上限，单位：kW；表示微型燃气轮机分段线性化的热电效率曲线第k段对应的电功率下限，单位：kW；表示微型燃气轮机在第t时段运行产生的热功率，单位：kW；表示微型燃气轮机热电效率曲线分段线性化后第1段对应的热功率下限；表示微型燃气轮机热电效率曲线分段线性化后第k段的斜率；确定微型燃气轮机启停爬坡约束和连续运行爬坡约束，如式(7)所示：式中，表示微型燃气轮机出力的下限，单位：kW；表示微型燃气轮机出力的上限，单位：kW；表示微型燃气轮机第t时段的电功率，单位：kW；表示微型燃气轮机组在连续运行状态时的最大降功率，单位：kW；表示微型燃气轮机第t-1时段的电功率，单位：kW；表示微型燃气轮机组启动时的最大增功率，单位：kW；步骤202)建立冷热电联供型微网与电网交互功率约束，如式(8)所示：式中，表示第t时段冷热电微网从电网购电功率，单位：kW；表示第t时段冷热电微网从电网购电状态，表示第t时段从电网购电，表示第t时段不从电网购电；表示系统与主网功率交互的上限，单位kW；表示第t时段冷热电微网向电网售电功率，单位：kW；表示第t时段冷热电微网向电网售电状态，表示第t时段向电网售电，表示第t时段不从电网售电；步骤203)建立蓄电池运行的约束条件，如式(9)所示：式中，表示蓄电池第t时段的充电状态，表示蓄电池充电；表示蓄电池不充电；表示蓄电池的充电功率最小值，单位：kW；表示第t时段蓄电池的充电功率，单位：kW；表示蓄电池的充电功率最大值，单位：kW；表示蓄电池第t时段的放电状态，表示蓄电池放电；表示蓄电池不放电；表示蓄电池的放电功率最小值，单位：kW；表示第t时段蓄电池的放电功率，单位：kW；表示蓄电池的放电功率最大值，单位：kW；表示蓄电池内第t时段的能量，单位：kWh；表示蓄电池内第t-1时段的能量，单位：kWh；σbt表示蓄电池的自身能量损耗率；表示蓄电池的充电效率；表示蓄电池放电效率；表示蓄电池储存能量的下限，单位：kWh；表示蓄电池储存能量的上限，单位：kWh；Δt表示时间间隔；步骤204)建立蓄热槽运行的约束条件，如式(10)所示：式中，表示蓄热槽第t时段的放热状态，表示蓄热槽放热，表示蓄热槽不放热；表示蓄热槽的蓄热功率下限，单位：kW；表示蓄热槽第t时段的放热功率，单位：kW；表示蓄热槽的蓄热功率上限，单位：kW；表示蓄热槽第t时段的蓄热状态，表示蓄热槽蓄热，表示蓄热槽不蓄热；表示蓄热槽的放热功率下限，单位：kW；表示蓄热槽第t时段的蓄热功率，单位：kWh；表示蓄热槽的放热功率上限，单位：kW；表示蓄热槽内第t时段的能量，单位：kWh；表示蓄热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于鲁棒优化的冷热电联供型微网运行方法，其特征在于，该运行方法包括以下步骤：步骤10)建立冷热电联供型微网经济运行的目标函数；步骤20)建立冷热电联供型微网运行约束中的确定性约束；步骤30)建立冷热电联供型微网运行约束中的不确定性约束；步骤40)求解优化模型，得到系统运行控制量，并向系统中各个设备发出相应指令；所述优化模型包括步骤10)建立的目标函数、步骤20)建立的确定性约束和步骤30)建立的不确定性约束。

【技术特征摘要】
1.一种基于鲁棒优化的冷热电联供型微网运行方法，其特征在于，该运行方法包括以下步骤：步骤10)建立冷热电联供型微网经济运行的目标函数；步骤20)建立冷热电联供型微网运行约束中的确定性约束；步骤30)建立冷热电联供型微网运行约束中的不确定性约束；步骤40)求解优化模型，得到系统运行控制量，并向系统中各个设备发出相应指令；所述优化模型包括步骤10)建立的目标函数、步骤20)建立的确定性约束和步骤30)建立的不确定性约束。2.按照权利要求1所述的基于鲁棒优化的冷热电联供型微网运行方法，其特征在于，所述的步骤10)中，建立的冷热电联供型微网经济运行目标函数如式(1)所示：式中，C表示系统运行成本；t表示当前时刻；T表示控制时域；表示第t时段冷热电联供型微网与电网交互的成本，表达式如式(2)所示；表示系统第t时段的燃料成本，表达式如式(3)所示；表示第t时段的蓄电池老化成本，表达式如式(4)所示；表示系统第t时段的运行维护成本，表达式如式(5)所示；式中，表示第t时段系统向电网购电电价，单位：元/kWh；表示第t时段系统向电网购电功率，单位：kW；表示第t时段系统向电网售电电价，单位：元/kWh；表示第t时段系统向电网售电功率，单位：kW；Dt表示时间间隔；式中，表示第t时段系统购买天然气价格，单位：元/m3；表示第t时段微型燃气轮机所消耗燃料功率，单位：kW；表示第t时段燃气锅炉所消耗燃料功率，单位：kW；Hng表示天然气热值，单位：kWh/m3；式中，Rbt表示电池的单位时间老化成本，单位：元/h；表示第t时段蓄电池放电状态；表示第t时段蓄电池充电状态；式中，表示微型燃气轮机第t时段的电功率，单位：kW；Rmt,rm表示微型燃气轮机运行维护费用，单位：元/kWh；表示燃气锅炉第t时段的功率，单位：kW；Rb,rm表示燃气锅炉运行维护费用，单位：元/kWh；表示第t时段系统的热负荷功率，单位：kW；ηhe表示热交换器效率；Rhe,rm表示热交换器运行维护费用，单位：元/kWh；表示吸附式制冷机第t时段的输入功率，单位：kW；Rac,rm表示吸附式制冷机运行维护费用，单位：元/kWh；表示电制冷机第t时段的输入功率，单位：kW；Rec,rm表示电制冷机运行维护费用，单位：元/kWh；表示光伏第t时段的预测值；Rpv,rm表示光伏电池维护费用单位：元/kWh；表示蓄电池第t时段的充电功率，单位：kW；表示蓄电池第t时段放电功率，单位：kW；Rbt,rm表示蓄电池运行维护费用系数，单位：元/kWh；表示蓄热槽第t时段的蓄热功率，单位：kWh；表示蓄热槽第t时段的放热功率，单位：kW；Rtst,rm表示蓄热槽运行维护费用系数，单位：元/kWh。3.按照权利要求1所述的基于鲁棒优化的冷热电联供型微网运行方法，其特征在于，所述的步骤20)具体包括：步骤201)建立微型燃气轮机的热电功率约束和爬坡约束：确定微型燃气轮机的热电功率约束，如式(6)所示：式中，表示微型燃气轮机第t时段运行状态变量，表示微型燃气轮机运行，表示微型燃气轮机停机；表示微型燃气轮机热电效率曲线分段线性化后第1段对应的电功率下限，单位：kW；Lmt表示微型燃气轮机分段线性化的热电效率曲线索引集合；表示第t时段微型燃气轮机产生的电功率落在热电效率曲线第k分段上的量，单位：kW；表示微型燃气轮热电效率曲线分段线性化的第k段二进制编码变量；表示微型燃气轮分段线性化热电效率曲线的第j段二进制编码变量；表示微型燃气轮机热电效率曲线分段线性化后第k+1段对应的电功率上限，单位：kW；表示微型燃气轮机分段线性化的热电效率曲线第k段对应的电功率下限，单位：kW；表示微型燃气轮机在第t时段运行产生的热功率，单位：kW；表示微型燃气轮机热电效率曲线分段线性化后第1段对应的热功率下限；表示微型燃气轮机热电效率曲线分段线性化后第k段的斜率；确定微型燃气轮机启停爬坡约束和连续运行爬坡约束，如式(7)所示：式中，表示微型燃气轮机出力的下限，单位：kW；表示微型燃气轮机出力的上限，单位：kW；表示微型燃气轮机第t时段的电功率，单位：kW；表示微型燃气轮机组在连续运行状态时的最大降功率，单位：kW；表示微型燃气轮机第t-1时段的电功率，单位：kW；表示微型燃气轮机组启动时的最大增功率，单位：kW；步骤202)建立冷热电联供型微网与电网交互功率约束，如式(8)所示：式中，表示第t时段冷热电微网从电网购电功率，单位：kW；表示第t时段冷热电微网从电网购电状态，表示第t时段从电网购电，表示第t时段不从电网购电；表示系统与主网功率交互的上限，单位kW；表示第t时段冷热电微网向电网售电功率，单位：kW；表示第t时段冷热电微网向电网售电状态，表示第t时段向电网售电，表示第t时段不从电网售电；步骤203)建立蓄电池运行的约束条件，如式(9)所示：式中，表示蓄电池第t时段的充电状态，表示蓄电池充电；表示蓄电池不充电；表示蓄电池的充电功率最小值，单位：kW；表示第...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾伟，陆帅，骆钊，吴志，王珺，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32