[发明专利]微型燃气轮机冷电联供分布式供能系统优化运行控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微型燃气轮机冷电联供分布式供能系统优化运行控制方法，属于电力系统分布式发电供能系统能量管理的技术领域。

背景技术

微型燃气轮机冷电联供分布式供能系统是指以微型燃气发电装置为核心设备的综合供能系统，适合直接建造在中、小规模的终端用户，并向用户供电、供冷。联供系统具有能源梯级利用效率高、电能供应可靠、经济效益好、环境友好等优点。联供系统的经济运行，不仅与冷负荷和电负荷的大小有关，还与是否允许发电上网、购电价格、燃气价格和燃机上网发电价格等因素有关。

经济优化运行控制策略对于提高联供系统的经济效益，满足一次能源利用率指标具有重要意义。目前的研究包括“以冷定电”和“以电定冷”策略，“以冷定电”以跟踪冷负荷变化为目标，“以电定冷”方式下，以发电为主，冷功率作为附属产品。虽然上述方法或技术都有一定的应用成效，但也都存在着明显的不足：

1)未涉及微型燃气轮机上网发电的问题，不允许联供系统向电网输送电力。

2)无论是“以冷定电”还是“以电定冷”控制策略，都不代表联供系统运行在最优经济模式下，联供系统的经济运行，不仅与冷负荷和电负荷的大小有关，还与是否允许发电上网、购电价格、燃气价格和燃机上网发电价格等因素有关。

3)微型燃气轮机与补燃型冷暖机组构成联供系统，利用燃烧天然气补燃来满足终端用户的冷负荷需求，由于供冷、供热属于低级能源产品，因此这种系统的一次能源利用效率较低。

4)未涉及联供系统与电空调的配合问题，而将电空调与联供系统配合使用，可以有效提高能源利用效率，获得较大的经济收益。

5)未计及由于季节变化引起的终端用户冷负荷、电负荷需求变化对冷电联供系统优化运行策略的影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提出一种微型燃气轮机冷电联供分布式供能系统优化运行控制方法。

本发明提出的微型燃气轮机冷电联供分布式供能系统优化控制方法，采用如下的技术方案，其步骤如下：

第一步：利用历史相似日的冷、电负荷数据，采用基于神经网络的短期负荷预测方法预测工作日内各个时刻的冷负荷和电负荷的延时变化曲线；

第二步：根据预测得到的冷负荷与电负荷的延时变化曲线，综合考虑电网购电价格、燃气价格和微燃机上网发电价格等因素，采用优化控制数学模型制定工作日各个时刻联供系统的最优发电和制冷功率曲线；

第三步：根据计算得到的最优发电和制冷功率曲线，在各个运行时刻首先判断终端用户的供冷形式，如果联供系统可以完全满足终端用户的最大冷负荷需求，则无需开启电空调。如果联供系统不能满足终端用户的最大冷负荷需求，差额部分冷负荷需要由电空调满足，则通过关闭冷水阀门，使联供系统不再向安装有电空调的部分房间供冷，这些房间的冷负荷完全由电空调满足，房间的多少可根据优化计算得到的电空调的制冷量来确定；

第四步：在各个运行时刻确定完成终端用户的供冷形式后，即可向联供系统下达该时刻的微燃机最优出力指令；

第五步：联供系统实际运行过程中，微型燃气轮机接受新的功率指令后，在每个设定的时间段后，利用分布式监控系统监测终端用户在当前时刻实际的冷负荷和电负荷功率需求，如果实际的冷负荷需求与当前时刻的预测冷负荷需求之差超过某个阀值，则返回第二步的优化控制模型重新计算该时刻联供系统的最优发电功率和制冷功率，并继续执行以下的步骤；如果在当前时刻内，监测得到的实际冷负荷需求与预测冷负荷需求之差未超过阀值，则联供系统继续按照原优化功率指令运行，直到下一个时刻接受新的优化控制指令。