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基于CCHP蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法及系统技术方案

技术编号:40301607 阅读:9 留言:0更新日期:2024-02-07 20:48
本发明专利技术公开了一种基于CCHP蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法及系统,包括:构建能源调度优化模型;所述能源调度优化模型包括第一优化模型以及第二优化模型;调整能源调度优化模型中各参数值,使得能源调度优化模型取得最小值,将取得最小值时设置的参数作为优化参数,利用所述优化参数对区域综合能源进行调度优化,使得土壤年度排取热量达到平衡,并提高夏季用电高峰CCHP供电能力。本发明专利技术能够实现土壤年度排取热量平衡的同时,提高夏季用电高峰CCHP供电能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及区域综合能源领域,具体涉及一种基于cchp蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法及系统。


技术介绍

1、推动传统能源体系绿色高效转型,是双碳战略目标实现的重要手段。区域综合能源系统(regional integrated energy system,ries)通过因地适宜开发风、光、地热等清洁能源,并将传统独立的电、热、气等供能网络集成耦合,有效提升了用能效率、减少了污染排放。冷热电联供(combined cooling heating and power,cchp)是一种实现能量梯级利用的新型机组,其中燃气发电机组利用天然气进行发电,发电余热进入余热回收系统进行供热、制冷,从而有效提升了能源综合利用效率。地源热泵(ground source heat pump,gshp)是一种新能源利用技术,利用土壤、地下水等资源实现热量转移,从而实现供热、制冷。

2、我国南方地区兼具供冷、采暖需求,通常夏季供冷时间较长而冬季采暖时间较短,导致gshp在运行过程中,机组夏季向土壤中的排热量多于冬季机组从土壤中的取热量,造成土壤热量排、取不均衡,存在土壤“热堆积”的问题,另外,受夏季cchp“以冷定电”运行模式影响,任一时段燃气轮机发电量取决于该时段冷负荷大小,导致在电负荷较高而冷负荷较小时段,燃气轮机不能自主最大化出力,ries系统供电量与用电负荷之间存在缺额,而该部分供电缺额由主网向ries供电补足,从而造成ries系统在用电高峰存在较高的用电消耗,也加剧了主网该时段的调峰压力,存在土壤温度增长导致gshp运行性能出现下降的问题。

3、因此,为解决以上问题,需要一种基于cchp蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法及系统,能够实现土壤年度排取热量平衡的同时,提高夏季用电高峰cchp供电能力。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术的目的是克服现有技术中的缺陷,提供基于cchp蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法及系统,能够实现土壤年度排取热量平衡的同时,提高夏季用电高峰cchp供电能力。

2、本专利技术的基于cchp蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法,包括如下步骤:

3、s1.在用电高峰时段通过提高燃气轮机发电出力,以增加cchp制冷功率,并将新增的制冷功率用于土壤蓄冷。

4、进一步,所述步骤s1,具体包括:

5、构建能源调度优化模型;所述能源调度优化模型包括第一优化模型以及第二优化模型;

6、调整能源调度优化模型中各参数值,使得能源调度优化模型取得最小值,将取得最小值时设置的参数作为优化参数,利用所述优化参数对区域综合能源进行调度优化,使得土壤年度排取热量达到平衡,并提高夏季用电高峰cchp供电能力。

7、进一步,所述第一优化模型包括以冬季典型日区域综合能源系统运行消耗最小的第一目标函数以及对第一目标函数进行约束的第一约束条件;

8、所述第一约束条件包括第一能量平衡约束、第一机组运行约束、第一电能传输约束、第一储能运行约束以及第一潮流约束。

9、进一步,所述第一目标函数为:

10、

11、其中,ccs为调度周期t内区域综合能源系统的总消耗;cfu(t)、com(t)、cep(t)、cen(t)分别为t时段区域综合能源系统的燃料消耗、运维消耗、用电消耗、环境消耗;ces(t)为t时段区域综合能源系统的供电所得资源;

12、cfu(t)=pgt(t)cgas/(ηgthgas);

13、

14、cep(t)=pep(t)dep(t);

15、

16、ces(t)=pes(t)des(t);

17、其中,pgt(t)为t时段燃气轮机气电转换功率,cgas为天然气购气单位消耗,ηgt为燃气轮机气电转换效率,hgas为天然气低热值;n、m分别为新能源机组与可调节机组的数量,ps(t)、pd(t)分别为t时段第s组新能源机组、第d组可调节机组运行出力,pk(t)为t时段蓄电池电能蓄放功率,ks、kd、kk分别为新能源机组s、可调节机组d、蓄电池单位维护消耗;pep(t)为t时段主网向区域综合能源系统的送电功率,dep(t)为t时段区域综合能源系统的用电消耗;ep(pgt(t))、ep(pep(t))分别为t时段燃气轮机以及用电功率附加的第p种污染物排放量,δp为第p种污染物治理消耗;q为污染物种类个数;pes(t)为t时段区域综合能源系统向主网的送电功率,des(t)为t时段区域综合能源系统的供电价格。

18、进一步,所述第一能量平衡约束:

19、pgt(t)+pw(t)+pv(t)+pep(t)+pk(t)=pe(t)+php(t)+pes(t);

20、plb,h(t)+php,h(t)=ph(t);

21、其中,pe(t)、ph(t)分别为t时段区域综合能源系统电能需求负荷、热能需求负荷;pw(t)、pv(t)分别为t时段风电机组发电功率、光伏机组发电功率;php(t)为t时段驱动gshp运行的电功率;plb,h(t)为t时段溴冷机制热功率;php,h(t)为t时段gshp的电热转换功率;

22、所述第一机组运行约束:

23、pd,min≤pd(t)≤pd,max;

24、其中,pd,min、pd,max分别为可调节机组d允许的最小出力、最大出力;pd(t)为t时段第d组可调节机组运行出力;

25、所述第一电能传输约束:

26、pep,min≤pep(t)≤pep,max;

27、pes,min≤pes(t)≤pes,max;

28、其中,pep,min、pep,max分别为联络线允许的最小用电功率、最大用电功率;pes,min、pes,max分别为联络线允许的最小供电功率、最大供电功率;

29、所述第一储能运行约束:

30、pk,min≤pk(t)≤pk,max;

31、ek(0)=ek(t);

32、其中,pk,min、pk,max分别为蓄电池允许的最小、最大出力;ek(0)、ek(t)分别表示蓄电池首时刻、末时刻荷电状态;

33、所述第一潮流约束包括网络潮流考虑电网潮流约束以及网络潮流考虑气网潮流约束。

34、进一步,所述第二优化模型包括以夏季典型日区域综合能源系统运行消耗最小的第二目标函数以及对第二目标函数进行约束的第二约束条件;

35、所述第二约束条件包括第二能量平衡约束、cchp蓄冷运行约束、第二机组运行约束、第二电能传输约束、第二储能运行约束以及第二潮流约束。

36、进一步,所述第二目标函数为:

37、

38、其中,c′cs为调度周期t′内区域综合能源系统的总消耗;c′fu(t)、c′om(t)、c′ep(t)、c′en(t)分别为t时段区域综合能源系统的燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于CCHP蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法,其特征在于:包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于CCHP蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法,其特征在于:所述步骤S1,具体包括:

3.根据权利要求2所述的基于CCHP蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法,其特征在于:所述第一优化模型包括以冬季典型日区域综合能源系统运行消耗最小的第一目标函数以及对第一目标函数进行约束的第一约束条件;

4.根据权利要求3所述的基于CCHP蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法,其特征在于:所述第一目标函数为:

5.根据权利要求3所述的基于CCHP蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法,其特征在于:所述第一能量平衡约束:

6.根据权利要求2所述的基于CCHP蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法,其特征在于:所述第二优化模型包括以夏季典型日区域综合能源系统运行消耗最小的第二目标函数以及对第二目标函数进行约束的第二约束条件;

7.根据权利要求6所述的基于CCHP蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法,其特征在于:所述第二目标函数为:>

8.根据权利要求6所述的基于CCHP蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法,其特征在于:所述第二能量平衡约束:

9.一种基于CCHP蓄冷运行的区域综合能源调度优化系统,其特征在于:包括能源调度优化模型构建单元以及能源调度优化执行单元;

10.根据权利要求1所述的基于CCHP蓄冷运行的区域综合能源调度优化系统,其特征在于:所述第一优化模型包括以冬季典型日区域综合能源系统运行消耗最小的第一目标函数以及对第一目标函数进行约束的第一约束条件;

...

【技术特征摘要】

1.一种基于cchp蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法,其特征在于:包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于cchp蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法,其特征在于:所述步骤s1,具体包括:

3.根据权利要求2所述的基于cchp蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法,其特征在于:所述第一优化模型包括以冬季典型日区域综合能源系统运行消耗最小的第一目标函数以及对第一目标函数进行约束的第一约束条件;

4.根据权利要求3所述的基于cchp蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法,其特征在于:所述第一目标函数为:

5.根据权利要求3所述的基于cchp蓄冷运行的区域综合能源调度优化方法,其特征在于:所述第一能量平衡约束:

6.根据权利要求2所述的基于cchp蓄冷运行的区域综合能源调...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜涛冉峰旭吴发旺张济东胡延艳黄晶余利霞黄道品陈高峰王云路黄松渝张渝牟晨璐张真尹晶崔嘉滢周炜然李金燐刘才玮
申请(专利权)人:国家电网有限公司
类型:发明
国别省市:

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