[发明专利]计及多种储能的分布式冷热电联供系统的经济调度方法

说明书

本发明公开了一种计及多种储能的分布式冷热电联供系统的经济调度方法，将地源热泵和冷、热、电储能引入到冷热电联产系统的调度中，建立了含光伏、CCHP系统、地源热泵和多种储能装置的分布式冷热电联供系统，以调度周期内的总成本最小为目标函数，采用yalmip进行建模，用cplex求解器对模型进行求解，从而得到各个设备的最优出力。本发明能够实现CCHP型微网内冷、热、电3种能量之间的协调调度和转换，降低了能量耦合作用的不利影响，增强了系统的灵活调节能力，具有显著的经济效益。

技术领域

本发明涉及综合能源互联系统的规划与运行领域，具体地说，是一种计及多种储能的分布式冷热电联供系统的经济调度方法。

背景技术

降低污染物排放水平和提高能源的利用效率已被视为世界各国的重要目标。与传统的供能方式相比，冷热电联产可以实现对不同品质的能量进行梯级利用，将制冷、制热及发电过程一体化的总能系统，具有良好的经济性和节能性。

目前对能源系统的储能已有较多研究，文献1(李刚,李峰,孔亮,宋宗勋.不同电价下含储能系统的微电网经济调度[J].中国电力,2018,51(02):125-132)建立了不同电价下含电储能的经济调度模型，证明了储能在电价的引导下具有削峰填谷和降低运行成本的作用；文献2(姜子卿,郝然,艾芊.基于冷热电多能互补的工业园区互动机制研究[J].电力自动化设备,2017,37(06):260-267.)针对工厂综合能源系统提出了一种考虑冰蓄冷空调多种工作模式的多能协同优化模型，有利于增加工厂系统调节的灵活性；文献3(陈磊,徐飞,王晓,等.储热提升风电消纳能力的实施方式及效果分析[J].中国电机工程学报,2015,35(17):4283-4290)将储热纳入包含风电的电力系统有功调度体系，通过仿真分析了储热提升风电消纳能力的效果。以上对储能在能源系统的经济调度方面做了大量研究，但对能量耦合复杂的冷热电联供系统的供能方式缺乏研究。

为了降低冷热电联供系统中能量耦合作用的不利影响，在建立冷热电联产系统中设备模型的基础上，引入热泵和储能装置改善系统中的冷热电三者的能量耦合，使系统的调节更灵活。采用混合整数规划法对模型进行求解，得到各个设备的最优运行情况以及调度周期的总成本费用，通过仿真对比验证了此模型具有经济性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种计及多种储能的分布式冷热电联供系统的经济调度方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种计及多种储能的分布式冷热电联供系统的经济调度方法，在建立冷热电联产系统设备模型的基础上，引入地源热泵和储能装置改善系统中冷热电三者的能量耦合，得到各个设备的最优运行情况以及调度周期的总成本费用，具体步骤如下：

步骤1、建立冷热电联产系统设备的数学模型，包括燃气内燃机、余热锅炉、燃气锅炉、吸收式制冷机、电制冷机的数学模型；

步骤2、建立地源热泵的数学模型；

步骤3、建立储能装置的数学模型，包括蓄电池、冷储能装置和热储能装置的数学模型；

步骤4、以系统的投资成本、生产运维成本，购电成本、燃料成本构成的总的费用最小为优化目标建立经济调度模型的目标函数；

步骤5、建立经济调度模型的约束条件，满足冷热电功率平衡约束、可控机组运行约束、储能装置约束和电网联络线功率约束；

步骤6、求解经济调度模型，得到各设备的出力情况以及全天的总成本。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明引入热泵和储能，有利于CCHP中的冷热电三者能量的解耦，使得各设备可以更加自主参与到负荷调度之中，从而增加了调度的灵活性和调节力；2)本发明计及热泵和储能装置的优化模型可以减少净负荷的变化率，起到削峰填谷的作用，并且大大降低了机组的燃料消耗，节约了资源，给CCHP带来较为显著的经济效益，具有合理性和经济性。

附图说明