基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度方法和装置，所述方法包括以下步骤：S1，构建以所述综合能源系统运行成本最低为目标的目标函数；S2，获取所述综合能源系统的电热负荷数据；S3，根据所述电热负荷数据，建立所述综合能源系统的运行约束条件；S4，基于所述运行约束条件，对所述目标函数进行求解，得到所述综合能源系统的最优调度方案。本发明专利技术能够实现电负荷向热负荷的转移，有利于新能源的消纳以及综合能源系统的经济运行。能源的消纳以及综合能源系统的经济运行。能源的消纳以及综合能源系统的经济运行。

【技术实现步骤摘要】
基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度方法和装置


[0001]本专利技术涉及综合能源系统
，具体涉及一种基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度方法和一种基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度装置。

技术介绍

[0002]在传统的供能系统中，电力和热力系统的独立设计和运行导致能源利用率不高。因此，实现多能源互联的综合能源系统成为了必然的趋势。
[0003]目前，如何更好地保障综合能源系统中新能源的消纳以及综合能源系统的经济运行成为亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术为解决上述技术问题，提供了一种基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度方法和装置，能够实现电负荷向热负荷的转移，有利于新能源的消纳以及综合能源系统的经济运行。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度方法，包括以下步骤：S1，构建以所述综合能源系统运行成本最低为目标的目标函数；S2，获取所述综合能源系统的电热负荷数据；S3，根据所述电热负荷数据，建立所述综合能源系统的运行约束条件；S4，基于所述运行约束条件，对所述目标函数进行求解，得到所述综合能源系统的最优调度方案。
[0007]所述综合能源系统为电热综合能源系统。
[0008]所述目标函数为：
[0009]C＝min(C
E
+C
H
+C
OM
‑
C
RE
)
[0010]其中，C表示所述综合能源系统运行总费用，C
E
表示所述综合能源系统向电网购电的费用，C
H
表示所述综合能源系统向热网购热的费用，C
OM
表示所述综合能源系统中设备的运行维护成本，C
RE
表示所述综合能源系统中新能源发电获得的收益。
[0011]所述综合能源系统向电网购电的费用C
E
为：
[0012][0013]其中，H为调度周期的时段数，Δt为调度时段步长，P
tgrid
为t时段所述综合能源系统与电网间的交换功率，为t时段的电价；
[0014]所述综合能源系统向热网购热的费用C
H
为：
[0015][0016]其中，为t时段所述综合能源系统向热网购买的热量，为t时段单位热价；
[0017]所述综合能源系统中设备的运行维护成本C
OM
为：
[0018][0019]其中，N
D
为所述综合能源系统中设备的种类数，为t时段第i类设备的输出功率，为第i类设备单位输出功率的运行维护费用；
[0020]所述综合能源系统中新能源发电获得的收益C
RE
为：
[0021][0022]其中，N
R
为可再生能源种类数，为t时段第j类新能源的输出功率，为第j类新能源单位输出功率所获收益。
[0023]所述电热负荷数据为根据所述综合能源系统历史电热负荷数据得到的典型负荷数据。
[0024]所述运行约束条件包括电能供需平衡约束、热能供需平衡约束、各设备运行功率约束、电锅炉运行约束和蓄热器运行约束。
[0025]所述电能供需平衡约束是根据电负荷数据构建的，所述电能供需平衡约束为：
[0026][0027]其中，P
tgrid
为t时段所述综合能源系统从电网购买的功率，为t时段所述综合能源系统中新能源发电功率，为t时段所述综合能源系统中除供能储能设备外的电负荷需求，P
tB
为t时段所述综合能源系统中蓄热电锅炉的功率；
[0028]所述热能供需平衡约束是根据热负荷数据构建的，所述热能供需平衡约束为：
[0029][0030]其中，为t时段第i台蓄热电锅炉的直供热量，为t时段第j台蓄热器供热的放热量，N
T
为所述综合能源系统中蓄热器的台数，为总热负荷需求；
[0031]所述各设备运行功率约束为：
[0032][0033]其中，P
i
为设备i的电功率，P
imax
为设备i电功率的上限；P
imin
为设备i电功率的下限，Q
i
为设备i的热功率，Q
imax
为设备i热功率的上限，Qi
min
为设备i热功率的下限；
[0034]所述电锅炉运行约束为：
[0035][0036][0037][0038]其中，为t时段第i台蓄热器的蓄热量，为t时段第i台蓄热电锅炉总共产生的热量；
[0039]所述蓄热器约束为：
[0040][0041][0042][0043][0044][0045]其中，为t时段第i台蓄热器存储的热量，为累计到t时段第i台蓄热器所储存的热量，ε为蓄热器的散热系数，为蓄热器的最大蓄热量。
[0046]在步骤S4中，运用粒子群算法求解，得到所述综合能源系统在满足所述运行约束条件下的最优调度方案。
[0047]步骤S4具体包括：S41：初始化粒子群，设置种群的规模即粒子数，随机分配每个粒子初始位置和速度，其中粒子包括所述优化方法中目标函数中所述综合能源系统向电网购电量，所述综合能源系统向热网购热量；S42：将粒子初始位置和速度代入所述运行约束条件，判定粒子是否满足条件，若不满足条件则进入S44；S43：若满足所述运行约束条件，则求解各粒子适应度，从而得到最优目标函数值；S44：更新各粒子位置和速度，更新原则如下式：
[0048][0049]其中，V
ik
‑1和V
ik
分别为更新前后的粒子速度，和分别为更新前后粒子位置，ω为惯性权重，c1、c2为两个学习因子，rand()为取[0,1]范围内的均匀随机数，Pb
i
为粒子i的个体最优值，Gb为粒子群的全局极值；S45：更新后若满足所述运行约束条件，则进入S43，若不满足所述运行约束条件，则重复S44。
[0050]一种基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度装置，包括：构建模块，用于构建以所述综合能源系统运行成本最低为目标的目标函数；获取模块，用于获取所述综合能源系统的电热负荷数据；建立模块，用于根据所述电热负荷数据，建立所述综合能源系统的运行约束条件；求解模块，用于基于所述运行约束条件，对所述目标函数进行求解，得到所述综合能源系统的最优调度方案。
[0051]本专利技术的有益效果：
[0052]本专利技术以综合能源系统运行成本最低为目标，考虑系统运行约束条件，将蓄热电锅炉应用到系统中，采用对目标函数的求解方式得到系统最优调度方案，能够实现电负荷向热负荷的转移，有利于新能源的消纳以及综合能源系统的经济运行。
附图说明
[0053]图1为本专利技术实施例的基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度方法的流程图；
[0054]图2为本专利技术一个实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，构建以所述综合能源系统运行成本最低为目标的目标函数；S2，获取所述综合能源系统的电热负荷数据；S3，根据所述电热负荷数据，建立所述综合能源系统的运行约束条件；S4，基于所述运行约束条件，对所述目标函数进行求解，得到所述综合能源系统的最优调度方案。2.根据权利要求1所述的基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述综合能源系统为电热综合能源系统。3.根据权利要求2所述的基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述目标函数为：C＝min(C
E
+C
H
+C
OM
‑
C
RE
)其中，C表示所述综合能源系统运行总费用，C
E
表示所述综合能源系统向电网购电的费用，C
H
表示所述综合能源系统向热网购热的费用，C
OM
表示所述综合能源系统中设备的运行维护成本，C
RE
表示所述综合能源系统中新能源发电获得的收益。4.根据权利要求3所述的基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述综合能源系统向电网购电的费用C
E
为：其中，H为调度周期的时段数，Δt为调度时段步长，P
tgrid
为t时段所述综合能源系统与电网间的交换功率，为t时段的电价；所述综合能源系统向热网购热的费用C
H
为：其中，为t时段所述综合能源系统向热网购买的热量，为t时段单位热价；所述综合能源系统中设备的运行维护成本C
OM
为：其中，N
D
为所述综合能源系统中设备的种类数，为t时段第i类设备的输出功率，为第i类设备单位输出功率的运行维护费用；所述综合能源系统中新能源发电获得的收益C
RE
为：其中，N
R
为可再生能源种类数，为t时段第j类新能源的输出功率，为第j类新能源单位输出功率所获收益。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述电热负荷数据为根据所述综合能源系统历史电热负荷数据得到的典型负
荷数据。6.根据权利要求5所述的基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述运行约束条件包括电能供需平衡约束、热能供需平衡约束、各设备运行功率约束、电锅炉运行约束和蓄热器运行约束。7.根据权利要求6所述的基于蓄热电锅炉的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，所述电能供需平衡约束是根据电负荷数据构建的，所述电能供需平衡约束为：其中，P
tgrid
为t时段所述综合能源系统从电网购买的功率，为t时段所述综合能源系统中新能源发电功率，为...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁俊球，秦斌，周斌，柴婷逸，陆骞，刘聪，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司常州金坛金能电力有限公司，
类型：发明
国别省市：