[发明专利]抽凝机组的冷电调度系统及调度方法

权利要求书

1.一种对用户制冷的机组联合调度系统，其特征在于，包括：供给侧设备、检测及控制设备和多个用户侧设备；

供给侧设备包括：用于发电和提供热水的机组(A)以及热水出口处安装的集中式热吸收式制冷机，以使机组能够提供冷水；

每个用户侧设备包括：由上述机组发出的电力驱动的制冷装置(108)；风机盘管(110)，由上述制冷机提供冷水制冷；非制冷耗电装置；

检测及控制设备包括：

远程集中控制器，采集一段时间内的以下数据：所述机组的冷水出力量和发电出力电量；耗电总量；冷水的耗能量；每个用户与热源即上述机组之间的距离；

综合调度控制装置(115)，根据上述距离，计算下一时段由于减少冷水供应导致的风机盘管中的冷水供应不足的量，该供应不足的量用所述制冷装置的制冷量来补充，即制冷装置耗电制冷；由此计算下一时段包括制冷装置在内的用电负荷耗电总量，对其求标准差，当该差最小时，达到了用电负荷的平准化，得到了机组的输出电能、冷出力能量控制信号及制冷装置用电量控制信号和制冷量信号；

远程集中控制器根据机组的输出电能、冷出力能量控制信号，控制机组的冷出力量和发电出力电量；并根据制冷装置用电量控制信号和制冷量信号分别控制制冷装置制冷量和关闭风机盘管量。

2.根据权利要求1所述的联合调度系统，其特征在于：所述机组为燃煤抽汽凝汽式机组。

3.根据权利要求1所述的联合调度系统，其特征在于：所述制冷装置为空调器。

4.根据权利要求3所述的联合调度系统，其特征在于：所述远程集中控制器包括第一远程控集中制器和第二远程控集中制器，第一远程集中控制器采集供给侧设备的信息，第二远程集中控制器采集用户侧设备的信息。

5.根据权利要求3所述的联合调度系统，其特征在于：所述检测和控制设备还包括：检测所述耗电装置耗电量的电表；控制所述制冷装置的制冷量的遥控开关(117)；用于检测所述风机盘管(110)冷水消耗的数据的消耗计量表(111)；控制风机盘管(110)的流水阀门遥控开关(116)；机组的控制执行装置(118)。

6.根据权利要求4所述的一种联合调度系统，其特征在于，所述综合调度控制装置(115)包括：

接收用户非制冷耗电数据、用户冷水消耗数据、用户管道距离信息、燃煤抽汽凝汽式机组(A)的冷水水流流量、发电出力电量的第一数据接收单元(201)；

将接收到的所有数据进行解码的数据解码器单元(202)；

对解码后的所有数据进行存储的数据存储器单元(203)；

生成调度控制信号的调度控制信号计算单元(204)；

将所述调度控制信号进行编码的信号编码器(205)；及

将编码后的调度控制信号传递给第一远程集中控制器(1121)、第二远程集中控制器(1122)的发送单元(206)。

7.根据上述权利要求任一项所述的一种联合调度系统，其特征在于，所述机组的控制执行装置(118)包括调度控制信号收发编码存储器(302)、驱动电路(303)及机械齿轮控制装置(304)，所述调度控制信号经调度控制信号收发编码存储器解码以后生成机组调度控制指令，经过驱动电路输出的电力拖动信号触发机械齿轮控制装置，机械齿轮控制装置再控制机组的燃煤进料阀门动作、采暖蒸汽抽汽阀门动作及发电蒸汽流量阀门动作。

8.根据权利要求7所述的一种联合调度系统，其特征在于，综合调度控制装置(115)通过电力光纤(120)与云计算计算服务系统(917)连接，对采集的数据进行云计算。

9.根据权利要求8所述的一种联合调度系统，其特征在于，第二远程集中控制器包括依次连接的空调电表脉冲计数器、冷水流量脉冲计数器、编码存储器，及相互连接的控制信号接收解码器和遥控信号发生器。

10.一种根据权利要求3-9任一项所述的联合调度系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

i.测量

(1)测量供给侧：热电联产机组发电出力P_CHP(t)和冷出力H_CHP(t)；

(2)测量用户侧：(i＝0～N)；

a)0～N个用户距机组的管道距离S_i；

以ΔT为采样周期，采集0～T时间段内以下数据：

b)0～N个用户以前各时段的耗电量功率P_i(t)；

c)0～N个用户以前各时段的冷水消耗功率H_i(t)；

d)0～N个用户以前各时段的空调的装机容量

ii.计算

(1)计算所有用户总的用电量

(2)根据(1)中计算出的各时段总用电量P_sum(t)和步骤i中采集的H_CHP(t)、P_CHP(t)，预测未来一段时间T～2T的电力负荷P_load(t)，热电联产机组发电出力P_CHP(t)和冷出力H_CHP(t)；

(3)用户分组：计算每个用户到机组的等效距离将相同的s_i的用户分为同一组，计为第l组，l＝s_i，总计为L组，L为自然数，v为水流在管道中的流速，ΔT为单位调节时间即上述采样周期；

(4)对(3)中分得的L组，分别求出：

H_load(l)＝∑H_i(t，l)；H_i(t，l)为第l组用户i在t时刻的冷水消耗功率；

为第l组用户i的空调的装机容量；

iii.控制计算

(1)目标函数

Δp=Σt=T2T(pload(t)-p‾load)2T+1---(1)]]>

其中平准化后的等效负荷定义如下：

p_load(t)＝P_load(t)-(p_CHP(t)-P_CHP(t))+p_EHPs(t)    (2)

其中，p_load(t)是调节后的等效用电负荷功率，p_CHP(t)是调节后机组发电功率，p_EHPs(t)是t时所有用户耗电功率；

等效电力负荷平均值，定义如下：

p‾load=Σt=T2Tpload(t)T+1---(3)]]>

(2)约束方程

a)冷负荷平衡方程

空调用电制冷代替机组冷水制冷量不足是方法的核心，如果Δh(t)表示第t时段机组制冷不足的功率，则，其表达式为：

Δh(t)＝|H_CHP(t)-h_CHP(t)|    (4)

其中，h_CHP(t)是调节后机组冷出力功率，H_CHP(t)是步骤ii中的预测值；

第t时段机组水流供给不足将由0～L用户组的空调分别在t～t+L时段通过用电来补偿，具体公式为：

Δh(t)=Σl=0LhEHP(t+l,l)(t+l≤T)---(5)]]>

h_EHP(t+l，l)为t+l时刻第l组用户空调的制冷功率之和；h_EHP(t，l)为t时刻第l组用户空调的制冷功率之和；

如果式中h_EHP(t，l)可以取0的话，一方面，某些时段并不是所有用户组都参与补偿；另一方面，如果超过了规定的总调度时间，水流供给不足仍未影响到处于远端的用户组，那么这些用户组也将不参与补偿；

b)抽气凝气式机组约束：

发电出力下限：

pCHPmin(t)=lCHPmin·hCHP(t)+nCHPmin---(6)]]>

发电出力上限：

pCHPmax(t)=lCHPmax·hCHP(t)+nCHPmax---(7)]]>

发电出力限制：

pCHPmin(t)<pCHP(t)≤pCHPmax(t)---(8)]]>

出力约束：

5≤hCHP(t)≤hCHPmax(t)---(9)]]>

其中是调节后机组冷出力的最大值；

其中为机组工况曲线参数，而为了避免机组供冷出力为0时，重启耗时，特在公式(9)中限制了冷出力下限为5MW；同时为了保证机组依然能够满足原有区域电力负荷的需求，另外限制机组发电出力大于原计划发电出力：

p_CHP(t)≥P_CHP    (10)

c)用户侧空调约束

热电比约束：

h_EHP(t，l)＝COP·p_EHP(t，l)    (11)

出力上限：

0≤p_EHP(t，l)≤min(P_EHP(l)，H_load(l)/COP)    (12)

其中，COP分散式空调热电比系数；

最后空调耗电制冷既可以补偿水流制冷的不足，也可以增加电力低谷时段的负荷，因此，需要求出各时段所有用户组的制冷耗电量之和：

pEHPs(t)=Σl=0LpEHP(t,l)---(13)]]>

其中p_EHP(t，l)是t时第l组用户空调的耗电功率；

将步骤ii中预测的P_CHP(t)，H_CHP(t)；步骤ii中计算变量P_load(t)，H_load(l)，P_EHP(l)代入公式(1)～(13)中并进行联合求解，在目标函数Δp为最小值时，求得优化后所得执行变量机组发电出力p_CHP(t)、机组冷出力h_CHP(t)、用户不同时刻空调耗电量p_EHP(t，l)和制冷量h_EHP(t，l)；

iv.发送控制信号到供给和用户执行动作

根据iii的优化后所得执行变量，将变量信号发送至供给侧和用户，执行具体动作，如下：

根据机组发电出力p_CHP(t)和冷出力h_CHP(t)信号，控制机组在未来调节时间内各时段的动作；

根据用户不同时刻空调耗电量p_EHP(t，l)和制冷量h_EHP(t，l)，控制用户侧不同距离用户使用空调的制冷量，以及关闭风机盘管量。