[发明专利]基于双向随机搜索技术的热电联产动态经济负荷分配方法

说明书

基于双向随机搜索技术的热电联产动态经济负荷分配方法，包括步骤S1：随机初始化M个解，每个解由T个时段火电机组、热电联产机组和纯供热机组的功率、热量输出构成；S2：使用双向随机搜索技术改善每个解，包括全局更新、双向随机扰动、同时段变量替换、功率变量调整和热量变量调整；S3：根据总约束违背量与总生产成本确定每个解的罚函数值，并更新解；S4：确定最优的热电联产动态经济负荷分配方案。本发明的负荷分配方法通过双向随机搜索技术满足热电联产动态经济负荷分配问题中的各种实际设计要求，可有效降低总生产成本，较好地解决了热电联产动态经济负荷分配中约束处理和目标优化两个技术性问题，提升了热电联产系统的稳定性和生产效率。

技术领域

本发明涉及一种热电联产动态经济负荷分配方法，具体涉及一种基于双向随机搜索技术的热电联产动态经济负荷分配方法。

背景技术

目前，最有效的常规发电机组的能源利用率约60％，在转换过程中浪费的绝大部分能源是热能，且易产生大量污染物废气(如二氧化碳、二氧化硫等)。相比而言，热电联产(Combined heat and power,CHP)机组的能源利用率可达到80％以上，且它具有较少的温室气体排放。热电联产能同时发热发电，它通过恢复并充分利用热能来提高能源转换效率。热电联产是一项成熟的技术，且具有环保优势，因此CHP机组在电力行业中收到了越来越多的关注，也发挥着越来越重要的作用。

为了更有效地使用CHP机组，并充分开发它的市场潜力，热电联产动态经济负荷分配(Combined heat and power dynamic economic dispatch,CHPDED)被用于确定电源、热源输出的最佳组合以满足系统的功率、热量需求及运行约束条件。CHPDED提供一种最优的发电、产热规划，且其数学模型具有多变量、多约束条件、不可微、非线性等属性。

CHPDED的目标函数表示如下：

C为热电联产总成本(单位$)，P_i,t为t(t＝1,2,…,T，单位h)时段第i(i＝1,2,…,N_P)台火电机组产生的功率(单位MW)，和分别为t时段第j(j＝1,2,…,N_C)台热电联产机组产生的功率(单位MW)和热量(单位MWth)，H_k,t为t时段第k(k＝1,2,…,N_H)台纯供热机组产生的热量(单位MWth)，T为时段的数目，N_P、N_C和N_H分别为火电机组、热电联产机组和纯供热机组的数目。C(P_i,t)、和C(H_k,t)分别为t时段第i台火电机组、第j台热电联产机组和第k台纯供热机组的生产成本(单位$)，三种成本分别表示为：

α_i、β_i、γ_i、θ_i和ρ_i为第i台火电机组的成本系数，为t时段第i台火电机组输出功率P_i,t的下限，正弦项的绝对值用于描述阀点效应。

a_j、b_j、c_j、d_j、e_j和f_j为第j台CHP机组的成本系数。

C(H_k,t)＝a_k·(H_k,t)²+b_k·H_k,t+c_k (4)

a_k、b_k和c_k为第k台纯供热机组的成本系数。

CHPED的七种约束条件描述如下：