一种多区域电热综合系统经济环境联合调度求解方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多区域电热综合能源系统经济环境调度求解方法，包括以下步骤：建立多区域电热综合系统模型；建立经济环境联合调度的目标函数；确立电热联合系统经济环境联合调度的约束条件；采用Benders分解算法对复杂的电热联合系统优化问题进行求解。本发明专利技术可应用于综合能源系统经济调度技术领域，在满足电热综合能源系统约束条件的前提下，使系统的煤耗成本最小、弃风量最小、污染物排放最小，采用Benders分解法对系统进行求解，有效的保护了电热两系统信息的隐私性，降低了计算的难度。

【技术实现步骤摘要】
一种多区域电热综合系统经济环境联合调度求解方法
本专利技术涉及综合能源系统经济调度
，具体涉及一种多区域电热综合系统经济环境联合调度求解方法。
技术介绍
近年来，伴随着经济和社会的快速发展，能源问题和环境问题已成为世界各国关注的主要问题。能源互联网、综合能源以及我国近期提出的“能源互联网+”理念掀起了能源改革的浪潮。多类能源互联和融合，有利于提高能源的利用率和可再生能源的接纳能力。风能是重要的清洁能源之一，我国的风电产业迅速发展，但弃风问题尤为突出。在中国的西北、华北和东北地区冬季供暖期存在严重的弃风问题，风电消纳问题已成为可再生能源持续发展的关键问题。如图1所示，电热综合能源系统通过热电联产、电锅炉以及热储等能源转换设备促进了电力系统和热力系统的紧密耦合，同时为风电上网提供了更大空间，提高了能源的利用率，缓解了我国正在面临的能源问题和环境问题。综上所述，有必要针对综合能源系统调度专利技术一种新的调度求解方法，以解决综合能源计算难度大的问题以及有效地保护电热两个系统信息的隐私性，同时达到促进风电消纳、节能减排的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多区域电热综合系统经济本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多区域电热综合能源系统经济环境联合调度求解方法，其特征在于，该方法内容包括如下步骤：步骤1，建立多区域热力系统模型，包括热电联产机组模型、一级热网模型和换热站模型，热电联产机组模型也称为热源模型；1‑1、热电联产机组模型热电联产机组分为背压式和抽汽式，其运行特性是供电功率和供热功率的耦合关系，即电热特性；其中背压式热电联产机组运行特性为：pchp＝ρqchp                           (1)(1)式中pchp为热电联产机组的供电功率，qchp为热电联产机组的供热功率，ρ为热电联产机组的热电比；抽汽式热电联产机组运行特性能够在一定范围内进行调节，数学模型可用一系列的...

【技术特征摘要】
1.一种多区域电热综合能源系统经济环境联合调度求解方法，其特征在于，该方法内容包括如下步骤：步骤1，建立多区域热力系统模型，包括热电联产机组模型、一级热网模型和换热站模型，热电联产机组模型也称为热源模型；1-1、热电联产机组模型热电联产机组分为背压式和抽汽式，其运行特性是供电功率和供热功率的耦合关系，即电热特性；其中背压式热电联产机组运行特性为：pchp＝ρqchp(1)(1)式中pchp为热电联产机组的供电功率，qchp为热电联产机组的供热功率，ρ为热电联产机组的热电比；抽汽式热电联产机组运行特性能够在一定范围内进行调节，数学模型可用一系列的线性表达式描述为：αxpchp+βxqchp≥γx(2)(2)式中αx、βx、γx分别为热电联产机组可行域不等式约束的系数；将热电联产机组作为热源接入热网，其模型表示为：cmj(Ti,in-Ti,out)＝qchp(3)(3)式中qchp为热电联产的供热功率，Ti,in为流入管道节点i的温度，Ti,out为流出管道节点i的温度，mj为管道j的流量；1-2、一级热网模型管道传输过程中热网网络的管道容量限制为：(4)-(5)式中Ti,t为t时刻管道节点i的节点温度，mj,t为t时刻管道j的流量，Timin、Timax分别为管道节点i的最小节点温度和最大节点温度，分别为管道j的最小流量和最大流量；管道传输过程中单位长度的热力网管道热损失模型为：(6)式中，为t时刻单位长度热力管道j的热量损失，Tj,t为t时刻管道j的温度，T0为管道外的环境温度，Rb为管道热阻，R0为管道隔热层热阻；管道传输过程中温降模型为：(7)式中，ΔTj,t为t时刻管道j的温降，为t时刻单位长度热力管道j的热量损失，mj,t为t时刻管道j的流量，lj为管道j的长度，β为管道损失系数，c为管道热媒的比热容；1-3、换热站模型在忽略二级管网的条件下，换热站处等效为直接接热负荷，换热站模型为：cmj(Ti,in-Ti,out)＝HL(8)(8)式中，HL为热力系统的供热负荷，Ti,in为流入管道节点i的温度，Ti,out为流出管道节点i的温度，mj为管道j的流量；步骤2，建立电热综合能源系统经济环境联合调度的目标函数；以电热联合系统的总成本最小以及风电消纳最大化为目标函数，其中风电消纳以惩罚形式加入目标函数，建立电热联合系统经济调度模型为：minFa＝FG+FCHP+FW(9)(9)式中：(9)—(12)式中，Fa、FG、FCHP、FW分别为电热综合能源系统的经济成本、火电机组运行成本、热电联产机组运行成本和弃风惩罚成本，T为调度时间，NG为火电机组的台数，NCHP为热电联产机组的台数，NW为风机的台数，pn,t为在t时刻火电机组n的出力，pk,tqk,t分别为在t时刻热电联产机组k的电出力和热出力，pw,t为在t时刻风机w的出力，为在t时刻风机w的最大出力，an、bn、cn为火电机组运行成本的二次拟合系数，ak、bk、ck为热电联产组运行成本的二次拟合系数，λ为弃风惩罚系数；环境成本函数主要考虑火电厂和热电厂排放的污染物SO2、NOX、CO2和CO对环境的影响，包括污染物的环境价值和环境惩罚，环境成本模型为：(13)式中，Fe、FeG、FeCHP分别为电热综合能源系统环境成本、火电机组环境成本和热电联产机组环境成本，T为调度时间，NG为火电机组的台数，NCHP为热电联产机组的台数，N为污染物的种类，Veg为第g项污染物的环境价值，Mg为第g项污染物的排放量，Vg为第g项污染物所受罚款；电热联合系统经济环境调度目标函数为：minF＝Fa+Fc(14)(14)式中，Fa、Fc、F分别为电热综合能源系统的经济成本、环境成本以及总成本；步骤3，确立电热综合能源系统经济环境联合调度的约束条件；3-1、电力系统约束条件：(1)功率平衡(15)式中NG为火电机组的台数，NCHP为热电联产机组的台数，NW为风机的台数，NEB为电锅炉的台数，pnG为火电机组n的出力，分别为热电联产机组k电出力，pw为风机w出力，为电锅炉l消耗的电功率，pl为电力系统的负荷值；(2)机组出力限制(16)—(17)式中，分别为火电机组n的最小出力...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢志刚，杨宇，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13