[发明专利]计及可平移负荷的冷热电联供系统容量优化配置方法有效

专利信息
申请号: 201811207957.8 申请日: 2018-10-17
公开(公告)号: CN109242350B 公开(公告)日: 2021-09-21
发明(设计)人: 杨丽君;王心蕊;吴文华;梁旭日;王晨;赵优;范锦谕 申请(专利权)人: 燕山大学
主分类号: G06Q10/06 分类号: G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/00;H02J3/46;F25B15/00;F28D20/00
代理公司: 北京挺立专利事务所(普通合伙) 11265 代理人: 刘阳
地址: 066004 河北省*** 国省代码: 河北;13
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摘要:
搜索关键词: 平移 负荷 热电 系统 容量 优化 配置 方法
【说明书】:

发明公开了一种计及可平移负荷的冷热电联供系统容量优化配置方法,涉及微电网设计规划领域;本发明采用抽水蓄能作为系统的储能装置,对考虑负荷侧能量管理的联供系统进行容量优化配置方法。首先,根据冷热电负荷的可平移特性,建立了综合考虑分布式电源出力与用户侧用电需求的匹配程度,以及供能侧与用户侧热电比匹配程度的用户侧能量管理模型;综合考虑经济性和环保性的冷热电联供系统综合指标模型,并采用粒子群算法对系统各设备的容量进行优化;通过算例仿真分析了冷热电联供系统在进行负荷平移和引入抽水蓄能装置后,对分布式电源出力削峰填谷、降低系统综合成本等方面的作用,验证了模型的有效性。

技术领域

本发明涉及微电网设计规划领域,尤其是一种计及可平移负荷的冷热电联供系统容量优化配置方法。

背景技术

随着生产技术的不断革新与发展,对电能质量和电能需求量的要求也在不断增加。传统的供能方式会以煤炭等不可再生资源作为燃料产生大量有害的污染气体,不利于环境友好型社会和可持续发展目标的实现。因此,如何转换电能的生产方式,实现能量的多级利用,减少煤炭资源的使用,并能满足用户的用电需求,成为了近年来各界学者研究的热点。

含分布式电源的微电网可以有效减少化石能源的使用,但由于风能、太阳能等清洁能源具有随机性、波动性和间歇性等特点,一般采用蓄电池作为储能装置来平抑分布式电源出力的波动。然而蓄电池的投资成本较高,且使用寿命与其充放电次数和深度直接相关,在大规模设计优化微电网阶段,仅靠蓄电池对分布式电源出力进行削峰填谷,会大大增加微网的投资成本,不利于微网多区域或大规模建设,因此在一些地理环境允许的地区会采用抽水蓄能等成本相对较低的设备代替蓄电池作为储能装置。

在当前微电网容量配置的研究中,实现供能侧与需求侧的“互动性”已经成为增加清洁能源利用率和提高微网运行经济性的有效途径之一。微网中负荷按其可调度性大致可分为3类,即重要负荷(critical loads),可调整负荷(adjustable loads),可平移负荷(shiftableloads)。重要负荷必须在特定的时间段内供电,如照明、电梯等;可调整负荷是指用户可以不按照计划用电,需求量可变的负荷,如空调、暖气等;可平移负荷是指负荷供电时间可按计划变动的负荷,如洗衣机、消毒柜等。相对于大量能与电网友好合作的可平移负荷,尤其是在居民负荷中其所占比例很大。微网调度包括调度供能单元和对负荷进行控制,负荷平移属于负荷控制范畴,在微网调度中考虑可平移负荷的影响,不仅能够增加系统的灵活性,还可根据微网的供电特点,通过改变负荷的用电时间或中断部分负荷来平抑供需两侧出力的不平衡,减少储能装置所需的配置容量,有利于提高微网运行经济性。因此,有必要研究计及可平移负荷的经济优化调度问题。

发明内容

本发明在于提供一种提高系统经济性的计及可平移负荷的冷热电联供系统(combined cooling heating and power,CCHP)容量优化配置方法,目的是在一些地理环境允许的地区会采用抽水蓄能等成本相对较低的设备代替蓄电池作为储能装置;平抑供需两侧出力的不平衡,合理配置所需的配置容量。

为实现上述目的,采取的技术方案为计及可平移负荷的冷热电联供容量优化配置方法,其包括如下步骤:

步骤1,构建包括发电系统、蓄能系统和余热回收供冷/热系统的冷热电联供系统;其中,所述冷热电联供系统运行在并网模式下,并通过联络线与大电网相连进行能量交换;确定冷热电联供系统供给侧的供给模式;

步骤2,在冷热电联供系统中,确定需求侧可平移负荷平移前后整个调度周期内负荷总量不变的可平移负荷模型;

步骤3,在可平移负荷模型中,确定基于发电系统中可再生能源渗透率的可平移电负荷目标函数,确定需求侧基于冷热电联供系统可利用热能的可平移热负荷目标函数;

步骤4,在冷热电联供系统中,确定供给侧基于运行成本的经济目标函数,确定供给侧基于发电系统的发电污染的环境目标函数;

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