一种多元能源集成系统运行模式控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种多元能源集成系统运行模式控制方法，包括以下步骤：确定多元能源集成系统中能源的类型及其功率；根据能源的类型及其功率，设定目标函数及其约束条件，目标函数包括多元能源集成系统的费用年值、一次能源消耗量和环境污染物成本，约束条件包括电能平衡约束、热能平衡约束和冷能平衡约束；根据约束条件，对目标函数进行求解。本发明专利技术解决了当前多元能源集成系统费用高的技术问题，实现了提高多元能源集成系统经济效益的技术效果。提高多元能源集成系统经济效益的技术效果。提高多元能源集成系统经济效益的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种多元能源集成系统运行模式控制方法


[0001]本专利技术涉及多元能源集成系统
，具体而言，涉及一种多元能源集成系统运行模式控制方法。

技术介绍

[0002]随着日益增长的用能需求和环境污染的不断加剧，负荷与能源种类的多样性使得能源互联成为必然趋势，多元能源集成系统则成为能源综合利用的典型形式。特别是，分布式能源因其清洁高效、节能环保等特点，不断接入到多元能源集成供电系统中，但是对于大规模分布式能源的接入可能使系统净负荷曲线波动性增强，导致常规机组的启停次数增多，动态费用增加，因此需要提供一种经济效益高的多元能源集成系统。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决了当前多元能源集成系统费用高的技术问题，实现了提高多元能源集成系统经济效益的技术效果。
[0004]为解决上述问题，本专利技术提供一种多元能源集成系统运行模式控制方法，包括以下步骤：确定多元能源集成系统中能源的类型及其功率；根据能源的类型及其功率，设定目标函数及其约束条件，目标函数包括多元能源集成系统的费用年值、一次能源消耗量和环境污染物成本，约束条件包括电能平衡约束、热能平衡约束和冷能平衡约束；根据约束条件，对目标函数进行求解。
[0005]与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：本专利技术考虑多种能源的协同互补、可再生能源的接入等问题，构建多元能源集成系统，充分利用多元能源集成系统中各个能源系统的利用率，以确保各个能源系统达到较高的经济效益，从而提高多元能源集成系统的经济效益。为了保证多元能源集成系统长期安全可靠地运行，需要满足冷、热、电、水各个子系统的供需平衡，各种约束包括能量平衡约束，各能源转换设备装机容量的约束，能源转换设备出力上下限约束，可再生能源可用空间约束等。
[0006]在本专利技术的一个实例中，费用年值按以下公式计算获得：
[0007]ATC＝C
C
+C
f
+C
m
；
[0008][0009]C
m
＝μ
×
P；
[0010]其中，ATC为费用年值；C
C
为多元能源集成系统的各项设备投资折算年值；C
f
为多元能源集成系统的年运行费用；C
m
为多元能源集成系统的年维修费用；c
g
为天然气单价；V
GB,i
为燃气锅炉在i时刻的耗气量；V
GE,i
燃气轮机在i时刻的耗气量；c
c
为煤单价；m
CB,i
为燃煤锅
炉在i时刻的燃煤量；m
CHP,i
为热电联产系统在i时刻的燃煤量；c
b
为生物质能源单价；m
BB,i
为生物质锅炉在i时刻消耗的生物质量；c
e,buy
为购电价格；P
e,buy
,
i
为购电功率；c
e
,
sell
为上网电价；P
e,sell,i
为上网功率；μ为比例系数；P为多元能源集成系统的设备总投资。
[0011]与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：本专利技术多元能源集成系统的费用年值充分考虑了资金的时间价值，在考虑系统运行费用的同时将系统的初投资折算到单位年。费用年值为投资年值、年运行费用和年维护费用之和。
[0012]在本专利技术的一个实例中，一次能源消耗量按以下公式计算获得：
[0013][0014]其中，PEC为一次能源消耗量；P
e,buy,i
为购电功率；η
grid
为电厂平均供电效率；η
e
为电网输电效率；CV
g
为天然气的热值；V
GB,i
为燃气锅炉在i时刻的耗气量；V
GE,i
燃气轮机在i时刻的耗气量；CV
c
为煤的热值，m
CB,i
为燃煤锅炉在i时刻的燃煤量；m
CHP,i
为热电联产系统在i时刻的燃煤量；CV
b
为生物质的热值；m
BB,i
为生物质锅炉在i时刻消耗的生物质量；P
e,sell,i
为上网功率。
[0015]与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：多元能源集成系统的一次能源消耗量为系统的耗电量、耗气量、耗煤量、生物质消耗量转化为一次能源后的总和，上述公式计算准确方便。
[0016]在本专利技术的一个实例中，环境污染物成本按以下公式计算获得：
[0017]PSC＝T
C
×
CDE+T
N
×
NOE+T
S
×
SOE；
[0018]其中，PSC为环境污染物成本；T
C
为二氧化碳排放成本；CDE为多元能源集成系统的CO2排放量；T
N
为氮氧化物排放成本；NOE为多元能源集成系统的NO
X
排放量；T
S
为二氧化硫排放成本；SOE为多元能源集成系统的二氧化硫排放量。
[0019]与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：多元能源集成系统产生的有害物的排放会对环境造成破坏，排放的污染物主要为二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫，由于不同的污染物排放对环境产生的影响不同，为了将它们同时考虑，所以采用成本来量化污染物排放对环境的影响。
[0020]在本专利技术的一个实例中，电能平衡约束的计算公式为
[0021]P
Load,t
+P
EC,t
+P
wSHP,t
＝P
PV,t
+P
WT,t
+P
DG,t
+P
GT,t
+P
BS,t
；
[0022]其中，P
Load,t
为用户在t时段的电能总需求量；P
EC,t
为t时段电制冷机能源消耗的电量；P
wSHP,t
为t时段水源热泵能源消耗的电量；P
PV,t
为t时段光伏发电系统的发电量；P
WT,t
为t时段风力发电系统的发电量；P
DG,t
为t时段柴油发电机备的发电量；P
GT,t
为t时段燃气轮机的发电量；P
BS,t
为t时段蓄电池的充电量和放电量。
[0023]与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：建立电能平衡约束，能够保证多元能源集成系统内各个电力系统长期安全可靠地运行。
[0024]在本专利技术的一个实例中，热能平衡约束的计算公式为
[0025][0026][0027]其中，Q
Load,t
为用户在t时段的热负荷总需求量；Q
WSHP,t
为t时段水源热泵提供的热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多元能源集成系统运行模式控制方法，其特征在于，包括以下步骤：确定所述多元能源集成系统中能源的类型及其功率；根据所述能源的类型及其功率，设定目标函数及其约束条件，所述目标函数包括所述多元能源集成系统的费用年值、一次能源消耗量和环境污染物成本，所述约束条件包括电能平衡约束、热能平衡约束和冷能平衡约束；根据所述约束条件，对所述目标函数进行求解。2.根据权利要求1所述的多元能源集成系统运行模式控制方法，其特征在于，所述费用年值按以下公式计算获得：ATC＝C
C
+C
f
+C
m
；C
m
＝μ
×
P；其中，ATC为所述费用年值；C
C
为所述多元能源集成系统的各项设备投资折算年值；C
f
为所述多元能源集成系统的年运行费用；C
m
为所述多元能源集成系统的年维修费用；c
g
为天然气单价；V
GB,i
为燃气锅炉在i时刻的耗气量；V
GE,i
燃气轮机在i时刻的耗气量；c
c
为煤单价；m
CB,i
为燃煤锅炉在i时刻的燃煤量；m
CHP,i
为热电联产系统在i时刻的燃煤量；c
b
为生物质能源单价；m
BB,i
为生物质锅炉在i时刻消耗的生物质量；c
e,buy
为购电价格；P
e,buy,i
为购电功率；c
e,sell
为上网电价；P
e,sell,i
为上网功率；μ为比例系数；P为所述多元能源集成系统的设备总投资。3.根据权利要求1所述的多元能源集成系统运行模式控制方法，其特征在于，所述一次能源消耗量按以下公式计算获得：其中，PEC为所述一次能源消耗量；P
e,buy,i
为购电功率；η
grid
为电厂平均供电效率；η
e
为电网输电效率；CV
g
为天然气的热值；V
GB,i
为燃气锅炉在i时刻的耗气量；V
GE,i
燃气轮机在i时刻的耗气量；CV
c
为煤的热值，m
CB,i
为燃煤锅炉在i时刻的燃煤量；m
CHP,i
为热电联产系统在i时刻的燃煤量；CV
b
为生物质的热值；m
BB,i
为生物质锅炉在i时刻消耗的生物质量；P
e,sell,i
为上网功率。4.根据权利要求1所述的多元能源集成系统运行模式控制方法，其特征在于，所述环境污染物成本按以下公式计算获得：PSC＝T
C
×
CDE+T
N
×
NOE+T
S
×
SOE；
其中，PSC为所述环境污染物成本；T
C
为二氧化碳排放成本；CDE为所述多元能源集成系统的CO2排放量；T
N
为氮氧化物排放成本；NOE为所述多元能源集成系统的NO
X
排放量；T
S
为二氧化硫排放成本；SOE为所述多元能源集成系统的二氧化硫排放量。5.根据权利要求1所述的多元能源集成系统运行模式控制方法，其特征在于，所述电能平衡约束的计算公式为P
Load，t

【专利技术属性】
技术研发人员：任娇蓉，翁格平，方建迪，叶晨，周盛，金迪，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司宁波供电公司，
类型：发明
国别省市：