[发明专利]一种有源配电网环境下的冷热电联供系统协调调度方法

摘要

本发明公开了一种有源配电网环境下的冷热电联供系统协调调度方法，该方法在冷热电联供系统接入有源配电网运行时，应用协调调度方法，解决配电网重构优化与冷热电联供系统经济优化目标之间的协调问题。本发明提出的协调调度策略，用于对包含冷热电联供系统的子系统的整体系统进行系统优化。因此，本发明通过运用人工智能技术，可以为冷热电联供系统内部、冷热电联供系统之间以及冷热电联供系统与有源配电网之间提供灵活、安全、可靠的技术，实现灵活的经济调度，并保证电网的安全运行。

主权项

1.一种有源配电网环境下的冷热电联供系统协调调度方法，其特征在于，冷热电联供系统连接于有源配电网，以有源配电网网损最小和冷热电联供系统的运行成本最小作为优化目标，对有源配电网环境和冷热电联供系统构成的综合系统进行协调优化，实现综合系统的协调调度；具体实施步骤如下：步骤1，输入有源配电网和冷热电联供系统的数据，包括：有源配电网的结构信息、线路参数、负荷数据；冷热电联供系统所包含的各设备参数、燃气轮机的位置；所述的冷热电联供系统包含燃气轮机、风力发电机、光伏机组、辅助锅炉、加热线圈、储能装置、余热回收装置、电制冷机、吸收式制冷机；步骤2，分别建立以有源配电网网损最小为优化目标的有源配电网优化目标函数、以冷热电联供系统运行成本最小为优化目标的冷热电联供系统优化目标函数；所述的有源配电网优化目标函数为：式中，f₁为有源配电网的网损；T为调度周期时段数；N为有源配电网的支路总数；R_i为第i个支路的电阻；P_i,t、Q_i,t和U_i,t分别为第t时段有源配电网第i个支路的有功功率、无功功率和支路首端电压幅值；所述的冷热电联供系统优化目标函数为：minf₂＝C_ELC+C_F式中，f₂为冷热电联供系统的运行成本；T为调度周期时段数；C_ELC为总购电费用；C_e为电价；Δt为调度周期时长；P_grid+,t、P_grid‑,t分别为第t时段冷热电联供系统从有源配电网上取电、售电的功率；C_F为购买天然气的费用；C_f为购买天然气的单位热值价格；P_Gt,t为第t时段冷热电联供系统中燃气轮机的发电功率；Q_Boi,t为第t时段冷热电联供系统中辅助锅炉的产热功率；η_g、η_b分别为燃气轮机、辅助锅炉的效率；步骤3，建立有源配电网环境和冷热电联供系统构成的综合系统的优化目标函数，为：F＝min[αf₁+(1‑α)f₂]式中，α为权重，且0≤α≤1；步骤4，根据综合系统的能量平衡，建立综合系统的各负荷平衡方程，包括电、冷功率、热功率的平衡方程，具体为：(1)电负荷平衡方程：P_grid,t+P_PV,t+P_WT,t+P_Gt,t＝P_L,t+P_S,t式中，P_grid,t、P_PV,t、P_WT,t分别为第t时段冷热电联供系统从有源配电网获取的功率、光伏机组的功率、风力发电机的功率；P_L,t、P_S,t分别为第t时段用户的电负荷需求、储能装置的功率；(2)热功率平衡方程：Q_Hrs,t+Q_Boi,t+Q_L,t＝Q_H,t+Q_ex,t式中，Q_Hrs,t为第t时段余热回收装置提供的热功率；Q_Boi,t为第t时段辅助锅炉的制热功率；Q_L,t为第t时段加热线圈的制热功率；Q_H,t、Q_ex,t分别为第t时段用户的热负荷需求、冷热电联供系统排除的废热；(3)冷功率平衡方程：Q_Ac,t+Q_Ec,t＝Q_C,t式中，Q_Ac,t、Q_Ec,t、Q_C,t分别为第t时段吸收式制冷机的制冷功率、电制冷机的制冷功率、用户的冷负荷需求；步骤5，根据有源配电网和冷热电联供系统的运行要求，建立综合系统的各运行约束方程，包括：(1)有源配电网的节点电压和支路电流约束：式中，U_n,t、和分别为第t时段第n个节点的电压及电压上、下限；I_i,t、分别为第t时段第i个支路的电流及其上限值；(2)风力发电机出力约束：0≤P_WT，_t≤P_WT,on式中，P_WT,on为风力发电机的额定功率，P_WT，_t为第t时段风力发电机的功率；(3)光伏机组出力约束：0≤P_PV，_t≤P_PV,on式中，P_PV,on为光伏机组的额定功率，P_PV，_t为第t时段光伏机组的功率；(4)燃气轮机出力约束：0≤P_Gt,t≤P_Gt,on式中，P_Gt,on为燃气轮机的额定功率，P_Gt,t为第t时段燃气轮机的功率；(5)辅助锅炉出力约束：0≤Q_Boi,t≤Q_Boi,on式中，Q_Boi,on为辅助锅炉的额定功率；Q_Boi,t为第t时段辅助锅炉的功率；(6)电制冷机约束：0≤Q_Ec,t≤Q_Ec,on式中，Q_Ec,on为电制冷机的额定功率；Q_Ec,t为第t时段电制冷机的功率；(7)吸收制冷机约束：0≤Q_Ac,t≤Q_Ac,on式中，Q_Ac,on为吸收制冷机的额定功率；Q_Ac,t为第t时段吸收制冷机的功率；(8)加热线圈约束：0≤Q_L,t≤Q_L,on式中，Q_L,on为加热线圈的额定功率；Q_L,t为第t时段加热线圈的功率；(9)储能装置约束：|P_S,t|≤P_S,on式中，SOC^t为第t时段储能装置的荷电状态；SOC、分别为储能装置荷电状态的上、下限；P_S,t为第t时段用户储能装置的功率；P_S,on为储能装置的额定功率；步骤6，根据综合系统的优化目标函数以及平衡方程、约束方程，利用粒子群算法求解出综合系统的最优目标值以及冷热电联供系统内各设备不同时段的输出，从而得出综合系统的最优调度。