一种多能互补分布式能源系统优化运行策略技术方案

本发明专利技术涉及多能互补分布式能源系统运行优化，特别涉及一种考虑系统综合性能的优化运行策略。本发明专利技术针对多能互补分布式能源系统，分别建立表征能效性的一次能源节约率、表征经济性的费用年值节约率和表征环保性的污染气体减排率等三类指标，将三类指标加权处理，获得综合性能指标，将该指标作为优化目标函数；确定优化运行过程中的决策变量与约束条件，包括系统负荷平衡约束，设备容量约束，储能装置运行约束；利用遗传算法对该优化模型进行求解，获得以综合性能指标最优的运行策略；从而为多能互补分布式能源系统优化运行提供科学理论指导。理论指导。理论指导。

【技术实现步骤摘要】
一种多能互补分布式能源系统优化运行策略


[0001]本专利技术涉及多能互补分布式能源系统运行优化，特别涉及一种多能互补分布式能源系统优化运行策略。

技术介绍

[0002]多能互补分布式能源系统是一种能量利用率高、供能安全可靠、环保性能好的新型供能系统，该系统包含了风力发电、分布式光伏、光热、燃气蒸汽联合循环机组和储能系统等各子单元。它可提供冷、热、电等多种类型的负荷产品，该系统的结构复杂，涉及到多种类型、多个数目的设备，并且这些设备的耦合度高。在实际运行过程中，为了满足用户冷、热、电等负荷需求，运行策略为系统各设备之间协调配合运行提供指导，在此过程中存在很大的优化空间。
[0003]在目前的供能系统运行策略研究中，大多数研究者选用传统的“以热定电”和“以电定热”的运行策略，这两种策略均无法最大程度的将多能互补分布式能源系统的优越性展现出来，除此之外，也有研究针对系统能效性和经济性进行运行优化，未能从系统的综合性能角度进行优化。为了体现多能互补分布式能源系统在运行过程中优良的综合性能，有必要基于系统的综合性能研究系统优化运行策略，从而为多能互补分布式能源系统优化运行提供科学理论指导。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种多能互补分布式能源系统优化运行策略，为系统优化运行提供科学指导。包括以下步骤：
[0005](一)针对多能互补分布式能源系统，分别建立表征能效性、经济性和环保性的性能指标，将三类指标加权处理，获得综合性能指标，将该指标作为优化目标函数；
[0006](二)确定优化运行过程中的决策变量与约束条件，包括系统负荷平衡约束，设备容量约束，设备运行约束，储能装置运行约束；
[0007](三)利用遗传算法对该优化模型进行求解，获得以综合性能指标最优的运行策略；
[0008]所述步骤(一)中，在多能互补分布式能源系统中，由燃气
‑
蒸汽联合循环机组、风机和光伏配合发电，与市电并网；采用电制冷机、吸收式制冷机和地源热泵配合进行供冷；采用联合循环机组余热、太阳能集热器和地源热泵配合制热；采用储电及储热两种储能形式；
[0009]针对该系统，建立一次能源节约率指标表征系统的能效性，建立费用年值节约率表针系统的经济性，建立污染物减排率表征系统的环保性；
[0010](1)一次能源节约率
[0011][0012]式中：PESR表示多能互补分布式能源系统的一次能源节约率；PER
SP
、PER
DMES
分别表示传统分供系统和多能互补分布式能源系统的一次能源利用率；F
SP
、F
DMES
分别表示传统分供系统和多能互补分布式能源系统的一次能源消耗量。
[0013](2)费用年值节约率
[0014][0015]式中：ACSR表示多能互补分布式能源系统的费用年值节约率；AC
SP
表示分供系统的费用年值，元；AC
DMES
表示多能互补分布式能源系统的费用年值，元。
[0016](3)污染气体减排率
[0017][0018]式中：PERR表示多能互补分布式能源系统的污染气体减排率；PE
SP
表示分供系统的污染气体排放量，g；PE
DMES
表示多能互补分布式能源系统的污染气体排放量，g。
[0019]将三类指标加权构造综合指标，确定该指标为优化运行的目标函数。
[0020]Fun＝w1*PESR+w2*ACSR+w3*PERR
[0021]式中：Fun为优化运行的目标函数，w1，w2，w3分别为一次能源节约率、费用年值节约率和污染物减排率的权重，权重由运行调度人员根据对系统能效性、经济性和环保性三方面的考量进行选取，权重约束条件为：w1+w2+w3＝1。
[0022]所述步骤(二)中，确定优化运行过程中的决策变量为各供能设备与储能设备的运行状态U
i
(t)，U
i
(t)满足：
[0023]0≤U
i
(t)≤1
[0024]式中：U
i
(t)表示设备i在t时刻的运行状态。
[0025]确定优化运行过程中的约束条件，包括系统负荷平衡约束，设备容量约束，设备运行约束，储能装置运行约束；
[0026](1)电负荷平衡约束
[0027]E
dmn
＝E+E
P
+E
EC
≤E
PV
+E
WT
+E
pgu
+E
grid
[0028]式中：E
dmn
表示系统电负荷需求/kW
·
h；E表示用户用电量/kW
·
h；E
P
表示辅助设备耗电量/kW
·
h；E
EC
表示电制冷设备耗电量/kW
·
h；E
PV
表示太阳能光伏发电量/kW
·
h；E
WT
表示风电机组发电量/kW
·
h；E
pgu
表示燃气机组发电设备发电量/kW
·
h；E
grid
表示电网购电量/kW
·
h。
[0029](2)热负荷平衡约束
[0030]H
dmn
＝H+H
AC
≤H
SHC
+H
RE
+H
GB
[0031]式中：H
dmn
表示系统热负荷需求/kW
·
h；H表示用户用热量/kW
·
h；H
AC
表示吸收式制冷机组所消耗热量/kW
·
h；H
SHC
表示太阳能集热量/kW
·
h；H
RE
表示余热回收量/kW
·
h；H
GB
表示燃气锅炉补燃热量/kW
·
h。
[0032](3)冷负荷平衡约束
[0033]C
dmn
＝C≤C
AC
+C
EC
[0034]式中：C
dmn
表示系统冷负荷需求/kW
·
h；C表示用户用冷量/kW
·
h；C
AC
表示吸收式制冷机供冷量/kW
·
h；C
EC
表示电制冷机供冷量/kW
·
h。
[0035](4)供能设备容量约束
[0036]供能设备在出力过程，需要满足容量约束：
[0037]P
i,min
≤P
i
(t)≤P
i,max
[0038]式中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能互补分布式能源系统优化运行策略，其特征在于，包括以下步骤：第一步：在多能互补分布式能源系统中，由燃气
‑
蒸汽联合循环机组、风机和光伏配合发电，与市电并网；采用电制冷机、吸收式制冷机和地源热泵配合进行供冷；采用联合循环机组余热、太阳能集热器和地源热泵配合制热；采用储电及储热两种储能形式；针对该系统，建立一次能源节约率指标表征系统的能效性，建立费用年值节约率表针系统的经济性，建立污染物减排率表征系统的环保性；(1)一次能源节约率式中：PESR表示多能互补分布式能源系统的一次能源节约率；PER
SP
、PER
DMES
分别表示传统分供系统和多能互补分布式能源系统的一次能源利用率；F
SP
、F
DMES
分别表示传统分供系统和多能互补分布式能源系统的一次能源消耗量。(2)费用年值节约率式中：ACSR表示多能互补分布式能源系统的费用年值节约率；AC
SP
表示分供系统的费用年值，元；AC
DMES
表示多能互补分布式能源系统的费用年值，元。(3)污染气体减排率式中：PERR表示多能互补分布式能源系统的污染气体减排率；PE
SP
表示分供系统的污染气体排放量，g；PE
DMES
表示多能互补分布式能源系统的污染气体排放量，g。将三类指标加权构造综合指标，确定该指标为优化运行的目标函数。Fun＝w1*PESR+w2*ACSR+w3*PERR式中：Fun为优化运行的目标函数，w1，w2，w3分别为一次能源节约率、费用年值节约率和污染物减排率的权重，权重由运行调度人员根据对系统能效性、经济性和环保性三方面的考量进行选取，权重约束条件为：w1+w2+w3＝1。第二步：确定优化运行过程中的决策变量为各供能设备与储能设备的运行状态U
i
(t)，U
i
(t)满足：0≤U
i
(t)≤1式中：U
i
(t)表示设备i在t时刻的运行状态。确定优化运行过程中的约束条件，包括系统负荷平衡约束，设备容量约束，设备运行约束，储能装置运行约束；(1)电负荷平衡约束E
dmn
＝E+E
P
+E
EC
≤E
PV
+E
WT
+E
pgu
+E
grid
式中：E
dmn
表示系统电负荷需求/kW
·
h；E表示用户用电量/kW
·
h；E
P
表示辅助设备耗电量/kW
·
h；E
EC
表示电制冷设备耗电量/kW<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炳强，巴贵，扶军，徐潜，德庆，白玛央宗，夏强，孙帅，旦增巴桑，
申请(专利权)人：国网西藏电力有限公司，
类型：发明
国别省市：