一种热电耦合系统的分布式调度方法技术方案

本发明专利技术提供一种热电耦合系统的分布式调度方法，包括：S1，根据热网的热泵电负荷消耗量计算配电网电负荷；根据配电网电负荷计算配电网的最优潮流，获取配电网的运行状态并更新配电网的节点电价；根据配电网的节点电价计算热网的最优热流，获取热网的运行状态并更新热网的热泵电负荷消耗量；S2，重复步骤S1，直至配电网和热网的运行状态的收敛误差小于预设误差阈值和/或步骤S1的运行次数大于预设次数阈值，应用配电网和热网的运行状态对所述热电耦合系统进行调度。本发明专利技术提供的方法，在配电网和热网交换信息的基础上进行迭代，实现了配电网和热网的内部优化，解决了现实系统中不存在集中调度中心的问题，简化了热电耦合系统的调度计算。

【技术实现步骤摘要】
一种热电耦合系统的分布式调度方法
本专利技术涉及热电耦合
，尤其涉及一种热电耦合系统的分布式调度方法。
技术介绍
近年来，以风电、光伏为主可再生能源得到了快速的发展。为了促进新能源的消纳，研究人员利用电力系统的灵活性潜力开展了一系列的研究，但在面对大规模的新能源消纳问题时仍有很大的限制和不足。因此，急需探寻一种新的模式以大幅提升电力系统的灵活性，来促进新能源的消纳。电能作为一种即发即用、瞬时平衡的能量形式，其传输速度极快但存储较为困难。相反，热能作为一种延迟性的能量形式，具有易存储、难传输的特点，与电能难存储、易传输的特点存在着天然的互补特性，故热力系统相对于电力系统是一个巨大的惯性系统，可以为电网提供巨大的储能潜力。研究热电耦合系统可以大幅提升耦合系统的灵活性，促进新能源的大规模消纳。但是，目前关于热电耦合系统的优化调度研究，优化目标是将电力系统和热力系统的运行目标函数放在一个表达式中进行集中优化，这种方式虽然有利于模型的求解但与实际情况不符。在当前阶段，电力系统和热力系统分属不同主体管理，出于隐私角度的考虑，各自的诸如网络参数和运行状态等的详细信息无法共享，难以建立一个集中的优化调度中心。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中存在的问题，提供了一种热电耦合系统的分布式调度方法。一方面，本专利技术提出一种热电耦合系统的分布式调度方法，包括：S1，根据热网的热泵电负荷消耗量计算配电网电负荷；根据所述配电网电负荷计算配电网的最优潮流，获取所述配电网的运行状态并更新配电网的节点电价；根据所述配电网的节点电价计算热网的最优热流，获取所述热网的运行状态并更新所述热网的热泵电负荷消耗量；S2，重复步骤S1，直至所述配电网和热网的运行状态的收敛误差小于预设的误差阈值和/或所述步骤S1的运行次数大于预设的次数阈值，应用所述配电网和热网的运行状态对所述热电耦合系统进行调度。优选地，所述配电网的发电机组包括火电机组、风电机组和电网运营的热电联产机组；所述热网的热源包括热泵和热网运营的热电联产机组。优选地，所述步骤S1中，根据热网的热泵电负荷消耗量计算配电网电负荷；根据所述配电网电负荷计算配电网的最优潮流，获取所述配电网的运行状态并更新配电网的节点电价，进一步包括：将热网的热泵电负荷消耗量与配电网预设电负荷之和作为配电网电负荷；根据所述配电网电负荷，应用下式计算配电网的最优潮流，获取所述配电网的运行状态：minObjEs.t.潮流方程约束式中，ObjE为配电网的运行成本；所述配电网的运行成本如下：式中，CCHP,PDN()为电网运营的热电联产机组的生产成本，和分别为电网运营的热电联产机组i的发电出力和供热出力，SCHP,PDN为电网运营的热电联产机组集合；CCHP,DHN()为从热网运营的热电联产机组购电的购电成本，为热网运营的热电联产机组i的发电出力，SCHP,DHN为热网运营的热电联产机组集合；CTU()为所述火电机组的生产成本，为火电机组i的发电出力，STU为火电机组集合；Cwind()为从所述风电机组购电的购电成本，为风电机组i的发电出力，Swind为风电机组集合；根据所述配电网的运行状态更新配电网的节点电价。优选地，所述步骤S1中，根据所述配电网的节点电价计算热网的最优热流，获取所述热网的运行状态并更新所述热网的热泵电负荷消耗量，进一步包括：将所述配电网的节点电价，代入热泵的生产成本方程如下：式中，CHP()为热泵的生产成本，为热泵i的供热出力，为配电网节点j的节点电价，COPi为热泵i的制冷系数，SHP为热泵集合，为热泵i连接的配电网节点j；将所述热泵的生产成本方程代入下式计算热网的最优热流，获取所述热网的运行状态并更新所述热网的热泵电负荷消耗量：minObjHs.t.流量方程约束传热方程约束式中，ObjH为热网的运行成本；所述热网的运行成本如下：式中，CCHP,DHN()为热网运营的热电联产机组的生产成本，和分别为热网运营的热电联产机组i的发电出力和供热出力，SCHP,DHN为热网运营的热电联产机组集合；CCHP,PDN()为从电网运营的热电联产机组购热的购热成本，为电网运营的热电联产机组i的供热出力，SCHP,PDN为电网运营的热电联产机组集合。优选地，所述电网运营的热电联产机组的生产成本的计算方程如下：式中，c0,i为生产成本常数项，c1,i和c3,i分别为发电出力的一次项系数和二次项系数，c2,i和c4,i分别为供热出力的一次项系数和二次项系数，c5,i为发电出力和供热出力的交叉项系数；所述从热网运营的热电联产机组购电的购电成本的计算方程如下：式中，为预设的热电联产机组购电价格；所述火电机组的生产成本的计算方程如下：式中，a0,i、a1,i和a2,i分别为生产成本的常数项、一次项和二次项；所述风电机组购电的购电成本的计算方程如下：式中，为预设的风电机组购电价格。优选地，所述潮流方程包括基于branchflow构建的节点功率平衡方程、线路电流方程和线路功率方程；其中，所述节点功率平衡方程用于表示注入节点的功率与所述节点相连的线路的功率守恒；所述线路电流方程用于表示线路压降与线路电流和线路阻抗间的关系；所述线路功率方程用于表示线路功率与线路电压和线路电流间的关系。优选地，所述热网运营的热电联产机组的生产成本的计算方程如下：式中，d0,i为生产成本常数项，d1,i和d3,i分别为发电出力的一次项系数和二次项系数，d2,i和d4,i分别为供热出力的一次项系数和二次项系数，d5,i为发电出力和供热出力的交叉项系数；所述从电网运营的热电联产机组购热的购热成本的计算方程如下：式中，为预设的热电联产机组购热价格。优选地，所述流量方程包括流量连续性方程和压力降落平衡方程；所述传热方程包括热源方程、热负荷方程、温度损耗方程和温度混合方程；其中，所述流量连续性方程用于表示注入节点的循环水质量流量之和等于流出该节点的循环水质量流量之和；所述压力降落平衡方程用于表示闭合环路的压降平衡；所述温度损耗方程用于表示管道入口温度和出口温度间的关系。优选地，还包括：S0，初始化配电网和热网的运行状态。优选地，所述热网还包括储热罐；所述储热罐用于存储所述热网多余的热能，并在所述热网的热源供热出力不足时向所述热源提供热能。本专利技术提供的一种热电耦合系统的分布式调度方法，在配电网和热网交换信息的基础上进行迭代，实现了配电网和热网的内部优化，解决了现实系统中不存在集中调度中心的问题，简化了热电耦合系统的调度计算，便于投入工程实践。附图说明图1为本专利技术具体实施例的一种热电耦合系统的分布式调度方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。图1为本专利技术具体实施例的一种热电耦合系统的分布式调度方法的流程示意图，如图1所示，一种热电耦合系统的分布式调度方法，包括：S1，根据热网的热泵电负荷消耗量计算配电网电负荷；根据所述配电网电负荷计算配电网的最优潮流，获取所述配电网的运行状态并更新配电网的节点电价；根据所述配电网的节点电价计算热网的最优热流，获取所述热网的运行状态并更新所述热网的热泵电负荷消耗量；S2，重复步骤S1，直至所述配电网和热网的运行状态的收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热电耦合系统的分布式调度方法，其特征在于，包括：S1，根据热网的热泵电负荷消耗量计算配电网电负荷；根据所述配电网电负荷计算配电网的最优潮流，获取所述配电网的运行状态并更新配电网的节点电价；根据所述配电网的节点电价计算热网的最优热流，获取所述热网的运行状态并更新所述热网的热泵电负荷消耗量；S2，重复步骤S1，直至所述配电网和热网的运行状态的收敛误差小于预设的误差阈值和/或所述步骤S1的运行次数大于预设的次数阈值，应用所述配电网和热网的运行状态对所述热电耦合系统进行调度。

【技术特征摘要】
1.一种热电耦合系统的分布式调度方法，其特征在于，包括：S1，根据热网的热泵电负荷消耗量计算配电网电负荷；根据所述配电网电负荷计算配电网的最优潮流，获取所述配电网的运行状态并更新配电网的节点电价；根据所述配电网的节点电价计算热网的最优热流，获取所述热网的运行状态并更新所述热网的热泵电负荷消耗量；S2，重复步骤S1，直至所述配电网和热网的运行状态的收敛误差小于预设的误差阈值和/或所述步骤S1的运行次数大于预设的次数阈值，应用所述配电网和热网的运行状态对所述热电耦合系统进行调度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配电网的发电机组包括火电机组、风电机组和电网运营的热电联产机组；所述热网的热源包括热泵和热网运营的热电联产机组。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，根据热网的热泵电负荷消耗量计算配电网电负荷；根据所述配电网电负荷计算配电网的最优潮流，获取所述配电网的运行状态并更新配电网的节点电价，进一步包括：将热网的热泵电负荷消耗量与配电网预设电负荷之和作为配电网电负荷；根据所述配电网电负荷，应用下式计算配电网的最优潮流，获取所述配电网的运行状态：minObjEs.t.潮流方程约束式中，ObjE为配电网的运行成本；所述配电网的运行成本如下：式中，CCHP,PDN()为电网运营的热电联产机组的生产成本，和分别为电网运营的热电联产机组i的发电出力和供热出力，SCHP,PDN为电网运营的热电联产机组集合；CCHP,DHN()为从热网运营的热电联产机组购电的购电成本，为热网运营的热电联产机组i的发电出力，SCHP,DHN为热网运营的热电联产机组集合；CTU()为所述火电机组的生产成本，为火电机组i的发电出力，STU为火电机组集合；Cwind()为从所述风电机组购电的购电成本，为风电机组i的发电出力，Swind为风电机组集合；根据所述配电网的运行状态更新配电网的节点电价。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，根据所述配电网的节点电价计算热网的最优热流，获取所述热网的运行状态并更新所述热网的热泵电负荷消耗量，进一步包括：将所述配电网的节点电价，代入热泵的生产成本方程如下：式中，CHP()为热泵的生产成本，为热泵i的供热出力，为配电网节点j的节点电价，COPi为热泵i的制冷系数，SHP为热泵集合，为热泵i连接的配电网节点j；将所述热泵的生产成本方程代入下式计算热网的最优热流，获取所述热网的运行状态并更新所述热网的热泵电负荷消耗量：minObjHs.t.流量方程约束传热方程约束式中，ObjH为热网的运行成本；所述热网的运行成本如下：式中，CCHP...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅生伟，魏韡，刘锋，曹阳，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11