包含热电联产的工业微网负荷优化调度方法与系统技术方案

本发明专利技术提供一种包含热电联产的工业微网负荷优化调度方法与系统，涉及工业微网负荷优化调度领域。本发明专利技术包括预处理工业微网各组件的状态参数；基于预处理后的状态参数，构建微能源网负荷优化调度模型；将微能源网负荷优化调度模型转化为马尔科夫决策过程；采用深度Q网络模型对马尔科夫决策过程进行求解，获取微能源网负荷优化调度策略。实质上构建了包含热电联产设备的工业微网负荷优化调度系统，从工业企业实际生产角度出发，为企业运行节约能源消耗；考虑热电联产应用背景下，电、热、气三种能量流的耦合运行特征，挖掘用户侧需求响应潜力；促进多能量上下级网络的良性互动；以数据驱动的深度强化学习方法能够有效提高优化调度效率和准确性。度效率和准确性。度效率和准确性。

【技术实现步骤摘要】
包含热电联产的工业微网负荷优化调度方法与系统


[0001]本专利技术涉及工业微网负荷优化调度
，具体涉及一种包含热电联产的工业微网负荷优化调度方法与系统。

技术介绍

[0002]热电联产(combined heat and power)设备可以将电和气两种能源相互整合，充分发挥二者之间的协同和互补作用，提高整体能源利用效率，促进可再生能源消纳。热电联产系统可以在发电的同时提供热能，能够实现电能和热能同时产生的工艺过程，相较于传统的分立供应能源系统，更能够节约能源，所以在化工、造纸、水泥和钢铁等工业生产中得到了广泛应用。如图1所示，构建含热电联产设备的微能源网也是解决工业企业在生产过程中存在供热热源结构不合理、热电供需矛盾突出、供热热源能效低等问题的主要途径之一。另一方面，与单一供电系统的运行优化不同，由于设备耦合存在，以及多种设备、多种负荷的接入，热电联产系统需要面对更加复杂多变的运行环境，为系统的智能优化调度带来了巨大挑战。
[0003]以微能源网形式发展的综合能源系统打破了传统各能源系统独立运行的既有模式，使不同形式的多能流耦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包含热电联产的工业微网负荷优化调度方法，其特征在于，包括：S1、预处理包含热电联产的工业微网各组件的状态参数；S2、基于预处理后的状态参数，构建微能源网负荷优化调度模型；S3、将所述微能源网负荷优化调度模型转化为马尔科夫决策过程；S4、采用预先训练的深度Q网络模型对所述马尔科夫决策过程进行求解，获取包含热电联产的微能源网负荷优化调度策略。2.如权利要求1所述的包含热电联产的工业微网负荷优化调度方法，其特征在于，所述步骤S2中微能源网负荷优化调度模型的构建过程基于热电联产的综合能源需求响应机制，具体包括目标函数：min
cost
C＝C1+C2+C3+C4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，C1表示购售电成本：公式(2)中和分别表示微能源网从大电网购电和售电的价格；P
grid，t
表示t时段微能源网的购/售电量，正值表示微能源网购电、负值表示微能源网向大电网售电；T表示整个调度周期；C2表示购气成本：公式(3)中G
grid，t
表示t时段微能源网从天然气网购入的天然气量；表示t时段的天然气价格；C3表示储能设备折旧成本：公式(4)中第一项为蓄电池折旧成本，其中P
char，t
表示t时段电池充电功率；P
dis，t
表示t时段电池放电功率；因储能电池折旧费与储能充放电电量成正比关系，其比值称作折旧系数，记为k，计算方式为数，记为k，计算方式为式中price
ess
表示储能电池价格，CA
nom
表示储能电池额定容量，L表示电池循环寿命；第二项为储热罐折旧成本，其中h为储热罐折旧系数，计算方式为price
tst
表示储热罐价格，CA
nom
表示储热罐额定容量(MW)，M表示储热罐循环寿命；C4表示设备运行维护成本：C4＝P
gt，t
*K
gt
+(|P
char，t
|+|P
dis，t
|)*K
bt
+P
pv，t
*K
pv
+H
gb，t
*K
gb
+H
hr，t
*K
hr (5)公式(5)式中P
gt，t
表示燃气轮机t时段的电功率；K
gb
表示燃气轮机运行维护费用；(|P
char，t
|+|P
dis，t
|)表示蓄电池t时段的充放电功率；K
bt
表示蓄电池运行维护费用；P
pv，t
表示光伏面板t时段的输出电功率；K
pv
表示光伏面板运行维护费用；H
gb，t
表示燃气锅炉t时段的输出功率；K
gb
为燃气锅炉的运行维护费用；H
hr，t
表示余热回收装置t时段的输出功率，K
hr
表示余热回收装置的运行维护费用。3.如权利要求2所述的包含热电联产的工业微网负荷优化调度方法，其特征在于，所述
步骤S2中微能源网负荷优化调度模型的构建过程还包括约束条件：A.功率供需平衡约束：公式(6)中P
grid，t
表示t时段大电网与微能源网之间的传输功率，P
pv，t
表示光伏面板t时段的输出电功率，P
ess，t
表示蓄电池t时段的充放电功率，P
ess，t
＝P
dis，t
‑
P
char，t
，P
gt，t
表示燃气轮机t时段的电功率，P
load，t
表示微能源网中t时段的总电负荷需求；H
hr，t
表示余热回收装置t时段的输出热功率；H
gb，t
表示燃气锅炉t时段的输出热功率；H
dis，t
表示储热罐t时段的放热功率；H
char，t
表示储热罐t时段的储热功率；H
load，t
表示微能源网中t时段总热负荷需求；B.设备运行约束：(a)燃气轮机运行约束：公式(7)中V
gt，t
表示t时段燃气轮机天然气进气量；η
gt
表示燃气轮机的电效率；J表示天然气热值；H
gt，t
表示燃气轮机t时段的输出热功率；和分别表示燃气轮机电功率上下限；公式(8)式中P
gt，t
和P
gt，t
‑1分别表示燃气轮机在t时段和t
‑
1时刻的功率输出值；和分别表示燃气轮机在相邻运行调度时段内的最小和最大的功率变化值；(b)燃气锅炉运行约束公式(9)中η
gb
表示燃气锅炉效率；和分别表示燃气锅炉功率的上下限；公式(10)中H
gb，t
和H
gb，t
‑1分别表示燃气锅炉在t时段和t
‑
1时刻的功率输出值；和分别表示燃气锅炉在相邻运行调度时段内的最小和最大的功率变化值；(c)蓄电池约束：
公式(11)中SOC
t
和SOC
t
‑1分别表示蓄电池在t时段、t
‑
1时刻存储的电能；Δt为时间间隔；r表示蓄电池的自身能量损耗系数；η
bt，char
表示为蓄电池的充电效率；η
bt，dis
表示蓄电池的放电效率；和分别表示蓄电池的最小和最大容量；分别表示蓄电池最小和最大充电功率；和分别表示蓄电池最小和最大放电功率；N
char，t
和N
dis，t
是一组0
‑
1变量，表示蓄电池的充电或放电状态，乘积为0表示两个过程不能同时进行；公式(12)中P
char，t
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周开乐，周昆树，焦建玲，杨善林，殷辉，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：