一种微能源系统调度方法技术方案

本发明专利技术实施例提供一种微能源系统调度方法，该方法包括：基于热力子系统传热约束与电力子系统潮流约束，考虑热量输运对能量转换装置效率如电热泵效率、太阳能集热器效率的影响，获取微能源系统运行优化模型；以混合整数线性规划为核心，依据能量转换装置效率与热力子系统质量流量，获取适用于微能源系统运行优化的分层迭代优化算法，替代鲁棒性较差的直接非线性优化问题求解。本发明专利技术实施例可实现微能源系统中多能转换与传输过程的整体建模，并能考虑热量输运过程对能量装换装置效率的影响，做出系统运行优化。

【技术实现步骤摘要】
一种微能源系统调度方法
本专利技术涉及能源利用
，尤其涉及一种微能源系统调度方法。
技术介绍
近年来，能源短缺及能源利用造成的环境污染日益严重，提高传统能源系统的运行效率并充分利用可再生能源，是解决能源问题的有效途径之一。用户侧微能源系统集成了电、热、气等多种形式能源，然而传统电力系统与热力系等却相对独立，一般单独进行运行控制，使得微能源系统整体能源利用效率较低。同时，可再生能源存在间歇性与不确定性等特性，传统系统灵活性未进行较好挖掘，甚至会影响可再生能源的消纳。在微能源系统中，多种形式能源间的转换、存储与传输过程中存在互补特性。因此，对微能源系统进行整体建模，实现综合能量管理，可协同优化与控制各能源子系统，进而提高可再生能源利用率，提升微能源系统总能效。在微能源系统中，为实现系统综合能量管理，需要对多种形式能流的传输、转换、存储过程进行整体建模。然而，由于电能与热能等不同形式能量的自身特性不同，传统研究一般是将电、热各子系统分开考虑，进行规划与运行控制，不利于各能源系统间进行有机协调，实现多能互补。<br>因此，近年来，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微能源系统调度方法，微能源系统包括电力系统、热力系统和燃气系统，所述电力系统由光伏电池、储能电池、空气源热泵、电负荷及电力拓扑构成，所述热力系统由太阳能集热器、相变储热装置、燃气锅炉、空气源热泵、建筑物本身热负荷及热力网络构成，所述燃气系统由燃气锅炉构成，其特征在于，包括：/nS1，对所述微能源系统进行整体建模，获取微能源系统模型，所述微能源系统模型包括所述电力系统的潮流传输模型和所述热力系统的热能传输模型，且所述微能源系统模型包括能量守恒方程和能量传递方程；/nS2，获取所述系统中电热泵的效率与热力子系统供热工质质量流量，结合所述微能源系统中的能量平衡约束，所述电力系统、所述热力系统...

【技术特征摘要】
1.一种微能源系统调度方法，微能源系统包括电力系统、热力系统和燃气系统，所述电力系统由光伏电池、储能电池、空气源热泵、电负荷及电力拓扑构成，所述热力系统由太阳能集热器、相变储热装置、燃气锅炉、空气源热泵、建筑物本身热负荷及热力网络构成，所述燃气系统由燃气锅炉构成，其特征在于，包括：
S1，对所述微能源系统进行整体建模，获取微能源系统模型，所述微能源系统模型包括所述电力系统的潮流传输模型和所述热力系统的热能传输模型，且所述微能源系统模型包括能量守恒方程和能量传递方程；
S2，获取所述系统中电热泵的效率与热力子系统供热工质质量流量，结合所述微能源系统中的能量平衡约束，所述电力系统、所述热力系统中各装置出力约束，结合所述电力系统中的潮流约束、所述热力系统的传热约束，考虑电力系统网络传输损耗，以所述微能源系统运行成本为优化目标，对所述微能源系统的各装置出力功率、末端节点温度进行运行优化；
S3，计算所述热力系统电热泵局部传热约束，可得到相应支路节点温度、支路质量流量，将新获取的电热泵质量流量重新作为所述热力子系统流经电热泵供热工质质量流量，重复步骤S2至S3，直至收敛，获取最优的流经电热泵工质质量流量；
S4，计算所述热力系统储热装置局部传热约束，得到相应支路节点温度、支路质量流量，判断流经储热装置的供热工质质量流量是否满足小于等于热泵支路的质量流量这一拓扑约束，若大于，则取其上限将热泵支路质量流量作为新的储热装置支路质量流量，将新获取的储热装置支路质量流量重新作为所述热力子系统流经储热装置的供热工质质量流量，重复步骤S2至S4，直至收敛，获取最优的流经储热装置工质质量流量；
S5，根据所述热力子系统热量输运结果得到新的由热泵出口温度和环境温度决定的电热泵的效率，将调整后电热泵的效率重新作为所述电热泵的效率，重复步骤S2至S5，直至收敛，获取电热泵的最佳效率。


2.根据权利要求1所述的微能源系统调度方法，其特征在于，还包括：
结合热力系统传热约束与电力系统潮流约束，并能考虑热量输运过程对能量转换装置的影响，所述电力系统的潮流传输模型基于辐射状配电网Distflow线性潮流形式进行建立，所述热力系统的热能传输模型采用热量流法建立。


3.根据权利要求1所述的微能源系统调度方法，其特征在于，所述电力系统的潮流传输模型基于辐射状配电网Distflow线性潮流形式进行建立，具体包括：
电力系统功率平衡约束为：






Uj＝Ui-(rijPij+xijQrij)，
其中，w(i)为以i节点为首端节点的支路末端节点的集合，m(i)为以i节点为末端节点的支路首端节点的集合；Pij与Qrij分别为从i节点流向j节点的支路有功功率和无功功率；Ppv、Pdis、Pchar与Php分别为光伏电池、储能电池放电过程、充电过程及电热泵消耗的有功功率，Qrpv、Qrdis、Qrchar与Qrhp为光伏电池产生、储能电池放电过程、充电过程及电热泵消耗的无功，Pload与Qrload分别为建筑物自身电负荷的有功与无功；rij和xij分别为线路ij上的电阻与电抗；Ui为节点i上的电压值；
同时，电力系统节点电压满足如下约束：
Uimin≤Ui≤Uimax，
其中，和分别为节点i允许的最大电压下限与电压上限。


4.根据权利要求2所述的微能源系统调度方法，其特征在于，所述热力系统的热能传输模型采用热量流法建立，具体包括：
通过热电比拟，将一个逆流换热器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈群，苟星，孙勇，马欢，贺克伦，李振元，
申请(专利权)人：清华大学，国网吉林省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11