[发明专利]一种基于微电网的综合能源系统经济优化调度方法

说明书

本发明公开了一种基于微电网的综合能源系统经济优化调度方法。它包括以下步骤：针对工厂中的能量生产设备、能量转换设备以及能量存储设备进行独立建模，搭建基于能源交换网的综合能源系统的供能结构；考虑冰蓄冷空调系统串联与并联两种工作模式，进一步完善综合能源系统经济优化调度模型，使优化模型更契合工程的实际需求；以运行维护成本、购电成本、燃料成本以及储能折旧成本构成的年运行费用最小为优化目标，考虑冷热电平衡约束、设备运行约束以及储能设备约束，对微电网进行优化调度，实现工厂的自趋优。本发明的有益效果是：提高用户侧的用能效率，减少用户的用能成本，提高经济效益和能源利用率，适用于不同类型的工业园区综合能源系统中。

技术领域

本发明涉及综合能源及电力需求响应相关技术领域，尤其是指一种基于微电网的综合能源系统经济优化调度方法。

背景技术

综合能源系统(integrated energy system，IES)是下一代智能的能源系统，使得能源系统的能量生产、传输、存储和使用有了系统化、集成化和精细化的运行和管理。综合能源系统是能源互联网的重要物理载体，是实现多能源互补、能量梯级利用等技术的关键。工业园区是以工业负荷为主的复杂能源系统，包含多种产能/用能设备，对供电可靠性要求高，但普遍存在能源利用率低、能源结构不合理、峰谷电力差额大、环境污染等问题。从我国各行业的能源消耗情况看，工业耗能在我国能源消耗中占有主导地位，占到全社会总能耗的70％左右，因此有必要对工厂进行用能优化管理，提升工厂的经济效益和能源利用率。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种提高经济效益和能源利用率的基于微电网的综合能源系统经济优化调度方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于微电网的综合能源系统经济优化调度方法，该方法包括以下步骤：

(1)针对工厂中的能量生产设备、能量转换设备以及能量存储设备进行独立建模，搭建基于能源交换网的综合能源系统的供能结构；

(2)考虑冰蓄冷空调系统串联与并联两种工作模式，进一步完善综合能源系统经济优化调度模型，使优化模型更契合工程的实际需求；

(3)以运行维护成本、购电成本、燃料成本以及储能折旧成本构成的年运行费用最小为优化目标，考虑冷热电平衡约束、设备运行约束以及储能设备约束，对微电网进行优化调度，实现工厂的自趋优：

Min C_ATC＝C_OM+C_ES+C_BW+C_F

其中，C_OM指的是运行维护成本，C_ES指的是购电成本，C_BW指的是燃料成本，C_F指的是储能折旧成本。

该方法首先对工厂中的能量生产设备、能量转换设备以及能量存储设备进行建模，搭建基于能源交换网的综合能源系统的供能结构。基于此，考虑冰蓄冷空调系统串联与并联两种工作模式，在冷热电平衡约束和设备多种设备约束的条件下，以用户的年运行费用最小为目标，构建考虑微电网经济优化调度模型，实现工厂的自趋优调度。该方法可以应用在不同类型的工业园区综合能源系统中。其一方面，考虑了冷热电多能耦合，实现了多种能源协同互补，引导用户制定合理的用能方案，提高了用户侧的用能效率，减少用户的用能成本，从而提高经济效益和能源利用率；另一方面，考虑了工厂内不同设备的工作模式，进一步完善综合能源系统经济优化调度模型，优化模型控制精度。

作为优选，在步骤(1)中，所述综合能源系统的供能结构包括如下：

(a)燃气轮机

燃气轮机是冷热电联供系统中的核心设备，其电功率和回收的热功率：