[发明专利]考虑供能侧和需求侧的冷热电联合供需平衡优化调度方法

权利要求书

1.考虑供能侧和需求侧的冷热电联合供需平衡优化调度方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、根据冷热电联合系统运行状态建立供能侧模型；

S2、根据用户负荷特性建立需求侧需求响应控制模型；

S3、获得供能灵活性指标和用能灵活性指标；

S4、建立冷热电联合供需平衡优化调度模型；

所述优化调度模型以一个调度周期内系统运行成本最低和系统灵活性最高为目标，以微网和外电网电能交互成本、燃气成本和设备维护成本为总运行成本；以电能和冷/热能量灵活性指标的均方根为系统综合灵活性指标：

式中：C₁为系统总运行成本，C₂为系统综合灵活性指标；T、M分别为调度的时间段以及电/热/冷能的种类，Δt为调度运行时间；P_t^Grid为t时段微网同外电网的交互功率，为t时段购入/售出的单位电价,τ_gas为天然气价格，τ_k为第k种设备输出单位功率所对应的运行维护费用；为燃气轮机电能生产效率，λ_gas为天然气的低热值；P_t^GT为t时段燃气轮机发电功率,，为t时段设备k输出的功率；F^k为第k种电/热/冷能的灵活性；n为负荷的种类；

S5、运用多目标粒子群算法对建立的冷热电联合供需平衡优化调度模型进行求解，得到非劣解集合，并根据实际情况选择最合适的解；

其中，所述供能侧模型包括光伏电池模型、CCHP机组模型、地源热泵模型、储能设备模型，所述供能侧模型建立方法如下：

S101、建立光伏电池模型，如式(1)：

式中：P_t^Pv为光伏电池t时段发电功率；为在标准测试条件下的输出功率；G_t为t时段太阳辐射强度；γ为功率-温度系数；T_t为t时段光伏电池表面的温度；T_Stc为参考温度；

S102、建立CCHP发电机组模型，如式(2)、(3)、(4)：

其中，CCHP发电机组由燃气轮机消耗天然气进行发电，产生的余热由余热锅炉回收，吸收式制冷机利用余热制冷；

式中：P_t^GT、分别为t时段燃气轮机发电功率和余热锅炉回收的热功率；分别为燃气轮机电能生产效率和余热锅炉热能回收效率；为t时段输入燃气轮机的天然气量；λ_gas为天然气的低热值；为吸收式制冷机t时段制冷功率；为t时段余热锅炉回收热功率输入到吸收式制冷机的比例；I_c为制冷能效比；

S103、建立地源热泵模型，如式(5)、(6)：

式中：分别为地源热泵在t时段的制热、制冷功率；P_t^HP为t时段输入热泵的电功率；COP_h、COP_c分别为地源热泵制热、制冷时的能效系数；

S104、建立储能设备模型，如式(7)：

式中：为第i种储能设备在t时段的剩余容量；和η_ch,i、η_dis,i分别为储能设备i在t时段充、放功率和效率；σ_i为储能设备i的自损耗系数；Δt为储能设备的充、放电的时间；

所述需求响应控制模型包括调用可平移负荷模型、冷热负荷削减之后的冷热负荷模型；所述需求响应控制模型建立方法如下：

S201、建立调用可平移负荷模型；

电负荷中的可平移负荷可根据系统运行状态灵活调整用能时间，将原本运行于高峰用能时段的负荷转移至低谷时段运行；调用可平移负荷后的负荷表达式为

式中：为t时段调用可平移负荷后新的负荷值；为t时段原负荷预测值；分别为t时段可平移负荷转入、转出值；其中分别为表示t时段可平移负荷转入、转出的二进制变量；

并且：

式中：λ_in，max、λ_out,max分别为转入、转出负荷在原始负荷中的最大占比；

S202、建立冷热负荷削减之后的冷热负荷模型；

冷热负荷削减之后的负荷表达式为

式中：为t时段冷、热负荷i削减后新的负荷值，为t时段原冷、热负荷i的预测值，为t时段冷、热负荷削减值；

其中，

式中：为第i类冷、热负荷最大可削减的负荷量；

t时段电能的上调、下调灵活性指标如下：

式中，F_t^up,e、F_t^down,e分别为t时段电能的上调、下调灵活性指标；分别为CCHP发电机组在t时段可提供的电能上调、下调灵活性；分别为第i类冷/热/电储能设备所能提供的电热冷上调、下调灵活性；分别为可转移负荷所能提供的电能上调、下调灵活性；分别为冷热负荷、热泵能为电能提供的上调、下调灵活性；

其中：

式中：分别为燃气轮机最大、最小输出电功率；分别为燃气轮机向上、向下爬坡速率；别为第i种储能设备的最大、最小储能容量；为t时段内的实际储能；分别为第i种储能设备的最大充、放电速率；为热泵在t时段输出的i种冷/热能的量，COP_i为热泵制冷/制热能效系数，为热泵最大输出冷/热功率，Δt为燃气轮机的运行时间；

t时段冷/热能量上调、下调灵活性如下：

式中：F_t^up,i、F_t^down,i分别代表t时段第i类冷/热/电储能设备所能提供的电热冷上调、下调灵活性；和分别代表CCHP发电机组和热泵可提供的冷/热能i的上调、下调灵活性；为可削减的冷/热负荷可提供的上调灵活性；

其中，CCHP发电机组提供的热能和冷能灵活性如下：

式中：和为t时段CCHP发电机组可提供的热能和冷能上调、下调灵活性；为t时段CCHP发电机组供能的上调、下调灵活性；

热泵提供的上、下调灵活性如下：

可削减的冷/热负荷只能为冷/热能提供上调灵活性，如下：

以上调、下调灵活性的均值表示净负荷允许波动率F_t^k

，并将其作为t时段第k种冷/热/电能量的灵活性指标：

式中：F_t^up,k、F_t^down,k为t时段第k种电/热/冷能的上调、下调灵活性；

将冷/热/电能量在一个调度周期中各时刻灵活性指标的平均值作为该种能量的灵活性指标：