[发明专利]一种计及温控设备的社区级微电网经济运行建模及其求解方法在审

专利信息
申请号: 201610864510.2 申请日: 2016-09-29
公开(公告)号: CN106600024A 公开(公告)日: 2017-04-26
发明(设计)人: 胡博;谢开贵;王贺;李江山;郝钰;冯思;李昌林 申请(专利权)人: 重庆大学
主分类号: G06Q10/04 分类号: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06N3/00
代理公司: 昆明合众智信知识产权事务所53113 代理人: 范严生
地址: 400044 *** 国省代码: 重庆;85
权利要求书: 查看更多 说明书: 查看更多
摘要:
搜索关键词: 一种 温控 设备 社区 电网 经济 运行 建模 及其 求解 方法
【权利要求书】:

1.一种计及温控设备的社区级微电网经济运行建模,该微电网中具有微燃机、风电机组、储能设备和热泵,其特征在于:所述社区级微电网经济运行建模的目标函数为:

<mfenced open = "" close = ""><mtable><mtr><mtd><mrow><mi>min</mi><mi> </mi><mi>F</mi><mo>=</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>f</mi><mi>u</mi><mi>e</mi><mi>l</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>o</mi><mi>p</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>w</mi><mi>c</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>b</mi><mi>a</mi><mi>t</mi></mrow></msub></mrow></mtd></mtr><mtr><mtd><mrow><mo>=</mo><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>T</mi></munderover><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>E</mi><mrow><mi>m</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>&CenterDot;</mo><msub><mi>f</mi><mrow><mi>f</mi><mi>u</mi><mi>e</mi><mi>l</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>f</mi><mrow><mi>o</mi><mi>p</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>E</mi><mrow><mi>w</mi><mi>c</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>&CenterDot;</mo><msub><mi>f</mi><mrow><mi>w</mi><mi>c</mi></mrow></msub></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><msub><mi>C</mi><mrow><mi>b</mi><mi>a</mi><mi>t</mi></mrow></msub></mrow></mtd></mtr></mtable></mfenced>

式中,F为调度周期内总运行成本;Cfuel为调度周期内燃料消耗费用;Emt(t)为t时段消耗的燃料;ffuel为单位燃料费用;Cop为调度周期内微燃机开停机费用;fop(t)为t时段微燃机开停机费用;Cwc为调度周期内弃风费用;Ewc(t)为t时段弃风量;fwc为单位弃风惩罚费用;Cbat为储能系统损耗费用;同时:

<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>f</mi><mi>u</mi><mi>e</mi><mi>l</mi></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>E</mi><mrow><mi>m</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>&CenterDot;</mo><msub><mi>f</mi><mrow><mi>f</mi><mi>u</mi><mi>e</mi><mi>l</mi></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>f</mi><mrow><mi>f</mi><mi>u</mi><mi>e</mi><mi>l</mi></mrow></msub><mfrac><msubsup><mi>P</mi><mi>t</mi><mrow><mi>m</mi><mi>t</mi></mrow></msubsup><mrow><msub><mi>&eta;</mi><mi>e</mi></msub><mi>q</mi></mrow></mfrac><mi>&Delta;</mi><mi>t</mi></mrow>

<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>o</mi><mi>p</mi></mrow></msub><mo>=</mo><munderover><mi>&Sigma;</mi><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>T</mi></munderover><msub><mi>f</mi><mrow><mi>o</mi><mi>p</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mi>m</mi><mi>a</mi><mi>x</mi><mo>{</mo><mn>0</mn><mo>,</mo><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mi>x</mi><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow><mo>}</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>&beta;</mi><mi>n</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>&gamma;</mi><mi>n</mi></msub><mo>(</mo><mrow><mn>1</mn><mo>-</mo><msup><mi>e</mi><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><msubsup><mi>t</mi><mrow><mi>n</mi><mo>,</mo><mi>t</mi></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mo>/</mo><msub><mi>&sigma;</mi><mi>n</mi></msub><mo>)</mo></mrow></msup></mrow><mo>)</mo><mo>)</mo></mrow></mrow>

式中,为t时段微燃机发电功率;ηe为微燃机效率;q为天然气热值;x(t)为微燃机状态变量,x(t)=1表示第n台微燃机开机,x(t)=0表示第n台微燃机停机;βn、σn为第n台微燃机的开机费用系数;t′n,t为第n台微燃机在t时段前的停运时间;

<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>w</mi><mi>c</mi></mrow></msub><mo>=</mo><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>T</mi></munderover><msub><mi>E</mi><mrow><mi>w</mi><mi>c</mi></mrow></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>&CenterDot;</mo><msub><mi>f</mi><mrow><mi>w</mi><mi>c</mi></mrow></msub><mo>=</mo><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>t</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>T</mi></munderover><msub><mi>f</mi><mrow><mi>w</mi><mi>c</mi></mrow></msub><mo>&CenterDot;</mo><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>P</mi><mi>t</mi><mi>w</mi></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>P</mi><mi>t</mi><mrow><mi>w</mi><mi>a</mi></mrow></msubsup><mo>)</mo></mrow><mi>&Delta;</mi><mi>t</mi></mrow>

<mrow><msub><mi>C</mi><mrow><mi>b</mi><mi>a</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo>=</mo><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mrow><msub><mi>N</mi><mi>T</mi></msub></munderover><mfrac><msub><mi>E</mi><mrow><mi>i</mi><mi>n</mi></mrow></msub><msub><mi>N</mi><mi>k</mi></msub></mfrac></mrow>

式中,为风电机组发电功率,通过风机出力模型根据预测的风速计算获得;为微电网能够消耗的风机出力;NT为调度周期内储能系统充放电次数;Nk铅酸蓄电池在某种充放电深度下的最大充放电循环次数;Ein为微电网中储能设备投资费用;

建立目标函数的约束条件为:

①、电负荷平衡约束

<mrow><msub><mi>P</mi><mrow><mi>w</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>m</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo>+</mo><msubsup><mi>P</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi></mrow><mrow><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>s</mi></mrow></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>P</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi></mrow><mrow><mi>c</mi><mi>h</mi></mrow></msubsup><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mi>l</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>h</mi><mi>p</mi></mrow></msub></mrow>

式中,Pwt为风电机组功率;Pmt为微燃机组出力;为储能系统放电功率;为储能系统充电功率;Pl为微网内一般电负荷;Php为温控设备需求功率;

②、允许调节温度范围

Tset-δ≤Tt≤Tset

式中,Tset为设定的温度值;δ为考虑用户温度舒适度后,可以调节的温度范围;

温控设备热动态平衡方程,热泵开启时:

<mrow><msubsup><mi>T</mi><mrow><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>o</mi><mi>m</mi></mrow><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>o</mi><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msubsup><mo>+</mo><mi>Q</mi><mi>R</mi><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>o</mi><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msubsup><mo>+</mo><mi>Q</mi><mi>R</mi><mo>-</mo><msubsup><mi>T</mi><mrow><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>o</mi><mi>m</mi></mrow><mi>t</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow><msup><mi>e</mi><mrow><mo>-</mo><mi>&Delta;</mi><mi>t</mi><mo>/</mo><mi>R</mi><mi>C</mi></mrow></msup></mrow>

热泵关断时:

<mrow><msubsup><mi>T</mi><mrow><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>o</mi><mi>m</mi></mrow><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msubsup><mo>=</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>o</mi><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msubsup><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>T</mi><mi>o</mi><mrow><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>T</mi><mrow><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>o</mi><mi>m</mi></mrow><mi>t</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow><msup><mi>e</mi><mrow><mo>-</mo><mi>&Delta;</mi><mi>t</mi><mo>/</mo><mi>R</mi><mi>C</mi></mrow></msup></mrow>

式中,Troom为室内温度(℃);C为等值热电容(J/℃);R为等值热电阻(℃/W);Q为热功率(W);To为室外环境温度(℃);t为仿真时刻;△t为仿真步长;

③、微燃机出力约束

<mrow><msubsup><mi>P</mi><mrow><mi>m</mi><mi>t</mi></mrow><mi>min</mi></msubsup><mo>&le;</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>m</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo>&le;</mo><msubsup><mi>P</mi><mrow><mi>m</mi><mi>t</mi></mrow><mi>max</mi></msubsup></mrow>

式中,为微燃机在开机状态下,允许的出力最小值;为微燃机在开机状态下,允许的出力最大值;

④、热泵出力约束

<mrow><msubsup><mi>P</mi><mrow><mi>h</mi><mi>p</mi></mrow><mi>min</mi></msubsup><mo>&le;</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>h</mi><mi>p</mi></mrow></msub><mo>&le;</mo><msubsup><mi>P</mi><mrow><mi>h</mi><mi>p</mi></mrow><mi>max</mi></msubsup></mrow>

式中,在热泵开启状态下,允许的最小功率;为热泵在开启状态下,允许的最大功率;

⑤、储能设备约束

储能设备的荷电状态约束为Socmin≤Soc(t)≤Socmax,式中,Socmin为储能系统荷电状态的最小值;Socmax为储能系统荷电状态的最大值;

储能设备的充放电功率约束为

<mrow><msubsup><mi>P</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi></mrow><mrow><mi>c</mi><mi>h</mi><mo>,</mo><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>n</mi></mrow></msubsup><mo>&le;</mo><msubsup><mi>P</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi></mrow><mrow><mi>c</mi><mi>h</mi></mrow></msubsup><mo>&le;</mo><msubsup><mi>P</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi></mrow><mrow><mi>c</mi><mi>h</mi><mo>,</mo><mi>m</mi><mi>a</mi><mi>x</mi></mrow></msubsup></mrow>

<mrow><msubsup><mi>P</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi></mrow><mrow><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>s</mi><mo>,</mo><mi>m</mi><mi>i</mi><mi>n</mi></mrow></msubsup><mo>&le;</mo><msubsup><mi>P</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi></mrow><mrow><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>s</mi></mrow></msubsup><mo>&le;</mo><msubsup><mi>P</mi><mrow><mi>e</mi><mi>s</mi><mi>s</mi></mrow><mrow><mi>d</mi><mi>i</mi><mi>s</mi><mo>,</mo><mi>m</mi><mi>a</mi><mi>x</mi></mrow></msubsup></mrow>

式中,为储能系统充电功率的最小值,为储能系统充电功率的最大值,为储能系统放电功率的最小值,为储能系统放电功率的最大值,Soc(1)=Soc(T)=Socinitial

式中,Soc(1)为调度周期开始时刻的储能系统荷电状态;Soc(T)为调度周期结束时刻的储能系统的荷电状态;Socinitial为调度周期开始时刻储能系统荷电状态的设定值。

下载完整专利技术内容需要扣除积分,VIP会员可以免费下载。

该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于重庆大学,未经重庆大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服

本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201610864510.2/1.html,转载请声明来源钻瓜专利网。

×

专利文献下载

说明:

1、专利原文基于中国国家知识产权局专利说明书;

2、支持发明专利 、实用新型专利、外观设计专利(升级中);

3、专利数据每周两次同步更新,支持Adobe PDF格式;

4、内容包括专利技术的结构示意图流程工艺图技术构造图

5、已全新升级为极速版,下载速度显著提升!欢迎使用!

请您登陆后,进行下载,点击【登陆】 【注册】

关于我们 寻求报道 投稿须知 广告合作 版权声明 网站地图 友情链接 企业标识 联系我们

钻瓜专利网在线咨询

周一至周五 9:00-18:00

咨询在线客服咨询在线客服
tel code back_top