[发明专利]一种含光伏和蓄能的冷热电联供系统调峰调蓄优化调度模型

说明书

本发明公开了一种含光伏和蓄能的冷热电联供系统调峰调蓄优化调度模型，本发明建立了含有光伏和蓄能的冷热点联供系统调峰调蓄优化调度数学模型，以最小化经济成本和最小化电网供电方差为目标；研究了CCHP在夏季供冷和冬季供热两种工况下的能源调度方式；模型中引入了经济折算系数，将多目标优化转化为单目标优化问题；针对光伏机组预测出力、负荷预测具有的随机性和不确定性，采用概率约束的形式表示其能量平衡方程。本发明可以有效提高终端用户的能源利用效率，缓解区域电网能源供需的矛盾，促进分布式可再生能源的就地消纳，还能最大程度实现区域电网的削峰填谷。

技术领域

本发明涉及电力系统运行分析与控制技术领域，特别是一种含光伏和蓄能 的冷热电联供系统调峰调蓄优化调度模型。

技术背景

冷热电联供系统(combined cooling,heating and power,CCHP)是未来分 布式能源发展的主要方向和形式，也是世界第三代能源技术发展的重要方向之 一。CCHP建立在能量梯级利用的基础上，利用一次能源驱动发电机发电，再通 过多种余热利用设备回收余热，提高能源利用率，实现更低的能源成本、更高 的安全性以及更好的环保性。发展CCHP的意义在于三个方面：其一，提高能 源利用，优化能源结构；其二，减轻环境污染，实现可持续发展；其三，电力 产业革命，安全调峰的需求。因此，CCHP已成为国内外学者的研究热点。目前， 我国已开展了大量关于CCHP的理论研究，并在多地建设了示范工程。天津中 新生态城是致力于改善生态环境、建设生态文明的战略性工程，该工程是多种 能源综合利用的能源示范项目。天津中新生态城动漫园能源站位于动漫园的一 支路北侧，为整个动漫园提供集中冷、热源。能源中心采用冷热电三联供结合 水蓄冷(热)实现其能源供应。其中，蓄能技术可以实现电网“削峰填谷”、均 衡用电的目的。因此，如何制定合理的能源调度策略，以充分发挥能源站的经 济性以及蓄能设备的调峰调蓄能力，具有重要的研究意义。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种冷热电联供系统的能 源优化调度模型，使其有效提高终端用户的能源利用效率，缓解区域电网能源 供需的矛盾，促进分布式可再生能源的就地消纳，最大程度实现区域电网的削 峰填谷。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种含光伏和蓄能的冷热电联供系统调峰调蓄优化调度模型，包括以下步骤：

步骤一，确定CCHP采用的设备及能源供应方式；

CCHP采用的设备包括：燃气内燃发电机组、光伏机组、电制冷机组、地源 热泵机组、烟气热水型溴冷机、水蓄冷罐、水蓄热罐；

能源供应方式包括：电网、天然气、太阳能；

步骤二，建立CCHP夏季供冷数学模型及CCHP冬季供热数学模型，同时 建立各设备的数学模型；

步骤三，建立CCHP调峰调蓄的优化调度模型，优化调度模型如下所示：

CCHP优化运行的基本目标是合理使用电能和天然气资源，以实现能源站 经济运行；以CCHP运行成本最小为目标函数，可表示为：

式中：T为能源站调度周期；k_e为峰谷电价；k_g为天然气单价。

蓄能对电网调峰调蓄具有重要的作用，利用谷时的低电价驱动蓄能设备蓄 能，在峰时蓄能设备释放能量，从而缓减电力负荷的峰谷差，同时也降低了系 统的运行成本。以电力系统“削峰填谷”为目标，目标函数为：

式中：为各时段市政电网供电平均值；

通过引入经济折算系数的方法，将多目标转化为单目标，如下：