[发明专利]一种冷热电联供系统多时间尺度优化运行方法

说明书

本发明公开了一种冷热电联供系统多时间尺度优化运行方法，以冷热电联供系统运行成本、能源利用率、排放综合最优为优化目标，建立冷热电联供系统电能静态优化模型；以t为电能优化周期，预测可再生能源发电出力和电负荷；并采用粒子群算法对冷热电联供系统电能静态优化模型进行求解，确定冷热电联供系统中各设备出力；以冷热电联供系统运行成本、能源利用率、排放综合最优为优化目标，考虑到热/冷能量流惯性，建立基于储热的热/冷能动态优化模型；以k为热/冷能流优化周期，采用动态规划方法求解动态优化模型，确定发电机组输出热功率和储热功率。

技术领域

本公开属于能源技术领域，具体来说，涉及一种新能源冷热电联供系统多时间尺度动态调度策略及运行方法。

背景技术

冷热电联供系统作为分布式供能形式之一，近些年来发展十分迅速。典型的CCHP系统由发电系统、余热回收系统和辅助系统组成，通过对能量的优化调度，在满足用户冷、热、电多种负荷需求的同时实现能源的梯级利用，有效提高能源利用的效率，达到节能、环保、经济效益的目标。冷热电联供系统本身是一个多种能源耦合(冷、热、电)的复杂系统。近年来，由于可再生能源的快速发展，能源多元化和设备创新进一步加剧了能源系统的耦合。

目前的冷热电联供系统大多对电和热(冷)两种能量在同一时间尺度下进行静态优化，包括日前优化和日内滚动优化均采用同一时间尺度下的静态优化。中国专利CN106505634A公开了一种基于两阶段协调优化与控制的冷热电联供型微网运行方法，该方法将冷热电微网调度分为两个阶段，第一阶段为日内滚动调度阶段，第二阶段为实时调度阶段，根据实时监测得到的光伏、风电的功率和冷热电负荷实际值，更新历史数据，并基于调度波动惩罚的冷热电联供型微网实时运行成本最小为优化目标对得到的日内滚动调度的优化结果进行修正，确定冷热电联供型微网中各设备的实时出力，向设备发出控制指令。但是同一时间尺度静态优化的缺陷有：由于热电时间尺度差异大，采用同一时间尺度存在较大问题。若根据热能变化速度，采取与之相匹配的慢基准尺度优化，无法对快时间尺度的电能做出恰当、及时的响应；若根据电能变化速度，采取与之相匹配的快基准尺度优化，热能慢时间尺度动态的差分几乎为零，导致有效数字损失严重、产生巨大的误差；若采用中间时间尺度控制器，由于电热快慢时间尺度差距显著，快、慢动态的处理将同时遭遇类似的病态特性。

综上所述，目前对于无法对快时间尺度的电能做出恰当、及时的响应，有效数字损失严重、产生巨大的误差，由于电热快慢时间尺度差距显著，快、慢动态的处理将同时遭遇类似的病态特性的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种冷热电联供系统多时间尺度优化运行方法，在电能优化时，充分考虑供热区域的舒适度，以舒适度区间为约束条件，以实现多时间尺度热电协同优化。

本公开所采用的技术方案是：

一种冷热电联供系统多时间尺度优化运行方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

以冷热电联供系统运行成本、能源利用率、排放综合最优为优化目标，建立冷热电联供系统电能静态优化模型；以t为电能优化周期，预测可再生能源发电出力和电负荷；并采用粒子群算法对冷热电联供系统电能静态优化模型进行求解，确定冷热电联供系统中各设备出力；

以冷热电联供系统运行成本、能源利用率、排放综合最优为优化目标，考虑到热/冷能量流惯性，建立基于储热的热/冷能动态优化模型；以k为热/冷能流优化周期，采用动态规划方法求解动态优化模型，确定发电机组输出热功率和储热功率。

进一步的，所述冷热电联供系统电能静态优化模型的建立方法为：

以冷热电联供系统运行成本、一次能源消耗量、排放量综合最优为目标，构建目标函数；

根据冷热电联供系统实际运行情况，建立冷热电联供系统的能量平衡约束条件和的运行约束条件；

根据供热区域的舒适度指标，建立冷热电联供系统的室内温度约束条件。