[发明专利]多能互补冷热电联供系统及其协同调度方法

说明书

本公开提供了一种多能互补冷热电联供系统及其协同调度方法，以可再生能源最大利用和能源利用率最高为导向，在系统设计可靠性和用户舒适度的约束下，考虑天然气和风光等可再生能源的多能互补、系统供能源和负荷侧的热电耦合及热负荷的滞后性，引入可调度电、热负荷，以可再生能源收益、系统经济性、环保性作为系统综合目标，将可再生能源、储能和可控负荷置于同一调度框架下，提出“源荷储”协调调度的方法，提高了可再生能源消纳和能源利用率。

技术领域

本公开涉及一种多能互补冷热电联供系统及其协同调度方法。

背景技术

我国传统火力发电装机容量占比仍高达60％以上，风能、太阳能等新能源发电装机比例仅为10％左右，实际发电量占比更是不足4％，究其主因是风光等新能源固有的波动性、间歇性和随机性(新能源困境)对电网安全和电能质量的影响仍未得到妥善解决，以化石能源为主体的一次能源消费结构依旧难以撼动，“并网难”、“效率低”等问题导致新能源发电被贬称为“垃圾电”，其应有功效远未被发挥。在此背景下，考虑不同能源之间的时空特性，以风光互补、太阳能互补为代表的多能互补利用模式应运而生，成为解决“新能源困境”、提高可再生能源供给可靠性的绝好途径，广受国际社会关注。

作为分布式能源的重要发展方向，CCHP系统通过回收和利用动力设备产生的余热，同时完成发电、供暖和制冷三大过程。相较传统集中供能超过60％的能量损失，CCHP系统可将能源综合利用率大幅提升至80％以上，并有效减少了CO₂、SO₂和NO_x等污染气体排放，从而被喻为科学用能的典范。

结合多能互补和冷热电联供系统优势提出的多能互补冷热电联供系统是解决可再生能源利用低、提高能源综合利用率的重要途径。

专利CN201610226351.3设计一种以太阳能和生物质驱动的冷热电三联产系统，但是由于系统没有采用优化调度方法，系统总能效率仅为47.5％，远低于现在冷热电联供系统70％～80％的总能效率。

专利CN201610244775.2发明了一种冷热电联供型微型能源网经济优化调度方法，通过优化调度智能电网园区内各供能设备的运行方式和出力，从而实现冷热电联供微型能源网的经济优化运行，但其也未将可再生能源最大效益作为优化目标。

在用户侧需求响应上，专利CN107767074A一种计及综合需求响应资源的能源枢纽规划方法，根据各类负荷的可控性对需求响应技术进行具体分类并建立模型，再根据能源枢纽内各能源的耦合转化关系，对能源枢纽建模，采用cp l ex求解，但是其负荷调度是根据峰谷电价等需求资源价格激励进行的，并未进行“源荷储”协同调度优化，也未将可再生能源最大利用作为优化目标。

在“源储荷”协同调度方面，专利CN201610119089.2发明一种可再生能源冷热电联供能量优化调度系统，该系统的整体调度是以可再生能源出力预测和负荷预测基础上的多阶段调度方法，采用多目标优化思想，进行源储荷一体化调度，但是其未考虑热负荷的热惯性，也未将可再生能源最大效益作为目标。

通过以上现有专利分析，仅考虑单一的源侧调度或负荷侧调度无法很好地实现冷热电系统最优运行，确保源荷平衡，对系统稳定性和提高能源节约率具有很大意义，仅考虑可调度电负荷进行需求侧管理，也无法很好的实现优化目标。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种多能互补冷热电联供系统及其协同调度方法，本公开能够解决可再生能源利用率低的问题，提高冷热电联供系统的综合能源利用率。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一种多能互补冷热电联供系统，包括源、储能设备和负荷；

所述源包括可再生能源和常规能源，可再生能源包括风力和光伏，所述常规能源包括天然气，负荷包括电负荷、热负荷和冷负荷；