[发明专利]一种基于机会约束规划的商业园区综合能源系统优化调度方法

权利要求书

1.一种基于机会约束规划的商业园区综合能源系统优化调度方法，其特征在于，包括：

1)综合能源系统设备建模：智能配电网、天然气网、供热/冷网、交通网紧密耦合，从能源的来源、转换和存储以及终端用户需求的方面对园区各能源系统设备进行建模；

2)优化调度数学模型的建立：优化调度模型以系统运行总成本最低为目标进行优化；该数学模型中纳入光伏出力、负荷预测偏差等不确定性因素，建立以综合能源系统运行成本最低为目标函数的机会约束规划模型；

3)优化调度数学模型的求解：优化调度模型存在多个决策变量，且变量之间相互耦合；通过随机模拟技术处理机会约束条件，再利用改进的免疫遗传算法求解。

2.根据权利要求1所述的基于机会约束规划的商业园区综合能源系统优化调度方法，其特征在于：所述综合能源系统设备包括光伏发电设备、冷热电联产系统、电锅炉、冰蓄冷空调、储热水箱、电动汽车、公交车换电站设备；

所属综合能源系统设备建模如下：

1)冷热电联产系统由燃气轮机、余热锅炉、吸收式制冷机组成，其输出的冷、热、电三种能量存在耦合关系，模型表示为：

式中：P_gtN分别为t时刻燃气轮机的出力、电效率及其额定功率，分别代表t时刻联产系统输出的热功率、吸收式制冷机消耗的热量、联产系统输出的冷功率；a、b、c、d为燃气轮机相关系数；η_L、η^abs分别为热量损失系数和吸收式制冷机效率；

2)光伏发电设备的模型如下：

式中：P_vt为光伏发电单元t时刻出力，为其额定功率；

3)电锅炉模型如下：

式中：η_EH为电锅炉的转换效率；分别为t时刻电锅炉消耗的电量和产生的热量；

4)冰蓄冷空调模型如下：

白天制冷模式，冰蓄冷空调的约束为：

以上分别为制冷机的功率约束、制冷消耗的电功率以及制冷机工作时间约束；为制冷机t时刻的制冷功率；为t时刻制冷工作标识，表示在工作状态，反之表示停止工作；表示t时刻制冷消耗的电功率；COP_E是机组的制冷能效比；T_valley是指电价低谷时段；

晚间制冰模式，冰蓄冷空调约束为：

以上分别为制冷机制冰量、制冰所耗电功率以及制冰工作时间约束，制冰需要在电价低谷时段连续进行，式中：分别为t时刻制冰功率和制冰消耗的电功率；为t时刻制冰工作标识，表示在工作状态，反之表示停止工作；

白天融冰制冷约束：

以上分别为融冰功率约束、融冰时间约束和蓄冰槽内冰量表达式，其中，为t时刻融冰功率，为t时刻融冰工作标识，表示在工作状态，反之表示停止工作；IS_t+1表示在t+1时刻蓄冰槽的冰量，σ_i为蓄冰槽的自损耗系数，η_is和η_im为蓄冰效率和融冰效率；

5)储热水箱模型如下：

式中，为t+1时刻水箱内储热量；η_m、η_w为储热、放热效率；为放热标识，为1表示放热，0表示储热；为t时刻水箱的储放热功率，其最大值为Q_wtmax，当水箱放热时为正，储热时为负；

6)电动汽车模型如下：

每辆电动汽车的功率和电量变化可表示为：

式中：为t时刻第k辆电动汽车的功率，为t+1时刻第k辆电动汽车的电量，和分别为第k辆电动汽车的充、放电额定功率；η_c、η_d为充、放电效率；为t时刻第k辆电动汽车的放电标识，表示放电，反之表示充电；

其运行满足如下约束：

以上分别为电动汽车的电量约束、可进行调度的时段约束、以及电动汽车离开园区时的电量要求；其中，电池容量最小值和最大值分别取20％E_bat和90％E_bat，E_bat为电动汽车的电池额定电量；分别是第k辆电动汽车到达园区和离开园区时间；第k辆电动汽车离开园区时的电量需要满足出行距离d_klea的要求，d_max为电动汽车最大续航里程；

7)电动公交车换电站模型如下：

电动公交车换电站功率和电量表达式如下：

式中：是t时刻的电动公交车换电站功率，为t+1时刻的电动公交车换电站的电量，Δt为充电时间量；p^cBSS、p^dBSS是充电位的充/放电功率；是t时刻第i个充电位的放电标识，取1表示放电，0表示充电；分别是充/放电效率；N_c、N_s,t分别为充电位个数和t时刻的换电池数；为t时刻换下旧电池的剩余电量值；为t时刻新换上的每块电池容量；其运行时需要满足如下约束：

以上分别表示换电站的功率约束和电量约束，最小电量需满足该时刻的换电需求和其他电池最低电量，设新换电池SOC为0.9；最大电量为全部电池取SOC为0.9时的总电量，E_bss为每台电池的额定电量，其SOC在0.2～0.9之间；N_z为总电池数量。