一种考虑配电网潮流均衡性的蓄热式电采暖优化配置方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑配电网潮流均衡性的蓄热式电采暖优化配置方法，包括根据历史气温和太阳辐射数据，计算整个供暖季逐时热负荷需求，并采用场景缩减法处理热负荷需求不确定性；建立蓄热式电采暖多目标双层优化配置模型；采用多目标粒子群优化算法进行求解，得到一系列Pareto解集；通过信息熵确立各目标值的权重，利用逼近理想解排序法对各方案进行排序从中选取最佳折中解；本发明专利技术改善了线路中潮流的不合理分布，调整过大的电压偏移，解决因电采暖负荷接入而产生电压过低甚至出现电压越限的问题，保证电压质量满足要求，使配电网能够安全稳定运行。够安全稳定运行。够安全稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑配电网潮流均衡性的蓄热式电采暖优化配置方法


[0001]本专利技术属于配电网优化规划
，具体涉及一种考虑配电网潮流均衡性的蓄热式电采暖优化配置方法。

技术介绍

[0002]为了实现“碳达峰、碳中和”目标，我国北方地区大力推行电采暖政策，以电锅炉替代燃煤锅炉进行集中供暖。相比普通的电采暖设备，蓄热式电采暖可以作为一种灵活性负荷资源，在满足用户供暖需求的前提下，根据配电网的需要来调整系统的日用电曲线，合理安排电锅炉的运行功率和时间，对配电网起到“削峰填谷”的作用，减轻配电网了运行压力，同时提高了设备的利用率。
[0003]但是，当大规模蓄热式电采暖设备接入配电网时，在夜间低谷电价开始，电采暖负荷迅速攀升，低谷电价结束时，电采暖负荷迅速降低，形成新的峰谷差，出现明显的持续高峰负荷段，造成配电网节点电压越限、变压器过载等危害配电网安全稳定运行的情况，也可能会出现线路网损增加等影响配电网经济运行的情况。
[0004]而在实际应用中，可以选择多台电锅炉组合供热，通过控制电锅炉的部分启停，调节用电负荷，使之具有调控的灵活性。通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑配电网潮流均衡性的蓄热式电采暖优化配置方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤1)：根据历史气温和太阳辐射数据，计算整个供暖季逐时热负荷需求，并采用场景缩减法处理热负荷需求不确定性；步骤2)：建立蓄热式电采暖多目标双层优化模型，上层优化配置模型以蓄热式电采暖系统年综合成本和线路负荷标准差最小为优化目标，进行蓄热式采暖系统的选址定容规划；下层优化运行模型以蓄热式采暖系统年运行成本最小化为目标，优化蓄热式采暖系统的运行功率；步骤3)：采用多目标粒子群优化算法进行求解，得到一系列Pareto解集；步骤4)：通过信息熵确立各目标值的权重，利用逼近理想解排序法对各方案进行排序从中选取最佳折中解。2.根据权利要求1所述的一种考虑配电网潮流均衡性的蓄热式电采暖优化配置方法，其特征在于：步骤1)包括如下步骤：101)计算室外综合温度t
z
；式中：t
w
为室外气温，℃；I为太阳辐射强度，W/m2；α
w
为围护结构外表面热交换系数，W/(m2·
K)；ε为围护结构外表面的长波辐射力；ρ为围护结构外表面对太阳的吸收率；
△
R为围护结构外表面与周围环境长波辐射热交换量，W/m2；在垂直面
△
R＝0℃；在水平面ε
△
R/α
w
＝3.5～4.0℃；102)计算围护结构传热耗热量Q
1,t
；Q
1,t
＝Q
τ,t
+Q
w,t
+Q
g,t
；式中：Q
1,t
为围护结构传热耗热量；Q
τ,t
为外墙和屋面传热量；Q
g,t
为地面传热量；Q
w,t
为外窗传热量；103)计算冷风渗透耗热量Q
2,t
；Q
2,t
＝0.278c
w
n
t
ρ
w
V(t
n,t
‑
t
w,t
)；式中：c
w
为室外空气的比热，取1.0kJ/(kg
·
℃)；n
t
为换气次数，次/h；ρ
w
为室外气温下的空气密度，取1.4kg/m3；V为建筑内空气体积，m3；104)计算冷风侵入耗热量Q
3,t
；Q
3,t
＝σK
d
S
d
(t
n,t
‑
t
w,t
)；式中：σ为冷风侵入的外门附加率；K
d
为外门传热系数，W/(m2·
K)；S
d
为外门面积，m2；105)计算逐时总热负荷需求Q
all,t
；Q
all,t
＝Q
1,t
+Q
2,t
+Q
3,t
；106)采用k
‑
means算法进行处理得到各典型日场景热负荷数据和概率。3.根据权利要求2所述的一种考虑配电网潮流均衡性的蓄热式电采暖优化配置方法，其特征在于：步骤102)包括如下步骤：10201)计算外墙和屋面传热量Q
τ,t
；
式中：S
i
围护结构i的面积，m2；t
n,t
、t
z,t
分别为t时刻室内温度和室外空气综合温度，℃；K
i
为围护结构i的传热系数，W/(m2·
K)，计算公式为：式中：α
n
、α
w
分别为围护结构内、外表面换热系数，W/(m2·
K)；δ
i
为围护结构各层材料的厚度，m；λ
i
为围护结构各层材料的导热系数，W/(m
·
K)。10202)计算外窗传热量Q
w,t
；外窗传热量包括两部分，一部分是由于窗户内外温度差损耗的热量Q
w,h,t
，另一部分是太阳透过窗户向室内辐射得热量Q
w,d,t
；Q
w,d,t
＝ξβγμI
t
；Q
w,t
＝Q
w,h,t
‑
Q
w,d,t
；式中：Q
w,h,t
、Q
w,d,t
分别为t时刻透过外窗的耗热量和得热量，W；t
n,t
为t时刻室外气温，℃；K
w
为外窗的传热系数，W/(m2·
K)；S
w
为外窗面积，m2；窗框修正系数；ξ为太阳热利用系数；μ为窗户总透过系数；γ为窗户结霜影响系数；β为太阳辐射通过窗户系数；I
t
为t时刻太阳辐射强度，W/m2。10203)计算地面传热量Q
g,t
；Q
g,t
＝K
g
S
g
(t
n,t
‑
t
w,t
)；式中：K
g
为地面传热系数，W/(m2·
K)；S
g
为地面面积，m2；10204)计算围护结构传热耗热量Q
1,t
；Q
1,t
＝Q
τ,t
+Q
w,t
+Q
g,t
。4.根据权利要求1所述的一种考虑配电网潮流均衡性的蓄热式电采暖优化配置方法，其特征在于，步骤2)包括以下步骤：201)构建上层优化配置模型以蓄热式电采暖系统年综合成本和线路负荷标准差为优化目标，决策变量包括蓄热式电采暖系统的接入位置、额定容量和额定功率；20101)蓄热式电采暖系统年综合成本由初始投资成本、运行成本和维护成本组成；投资成本与装置功率和容量有直接关系，维护成本通过系统的初始投资进行估算；C
total
＝C
HS
+C
EB
+C
op
；式中：C
total
为蓄热式电采暖系统综合成本；C
EB
为电锅炉的功率成本；C
op
为蓄热式电采暖系统年运行费用；C
HS
为蓄热装置的容量成本；为蓄热装置的容量成本；式中：N
HSEB
为蓄热式电采暖安装节点集合；c
EB
为电锅炉单位功率投资成本；c
HS
为蓄热装置单位容量投资成本；P
EBN,i
、Q
HSN,i
分别为第i个节点接入的电锅炉额定功率和蓄热装置额定容量；x％、y％分别为蓄热式电采暖的维护成本占初始投资的比值；r
d
为贴...

【专利技术属性】
技术研发人员：周云海，石亮波，陈奥洁，李伟，宋德璟，张智颖，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：