[发明专利]一种综合能源系统的动态调控方法

权利要求书

1.一种综合能源系统的动态调控方法，其特征在于：根据综合能源系统特征，对能量源进行区分，根据系统能量源实际出力及各目标负荷需求差，计算不同类型的可控能量源的调控总目标值；在设定不同类型能量源的调控优先级情况下，根据不同类型能源设备的爬坡特性、快过程类型能量的瞬时平衡性、耦合设备容量约束等因素计算出不同类型的可控能量源的指令分配；根据能量耦合设备的实际出力，根据不同的能量耦合形式更新不同类型可控能量源设备的容量上限约束，从而实现多能耦合的净零能耗建筑综合能源系统的动态调控，具体步骤如下：

(1)设定综合能源系统能量源分为热源、冷源、电源；将热源分为可控热源和不可控热源，其中，可控热源数目为b，不可控热源数目为nb；将冷源分为可控冷源和不可控冷源，可控冷源数目为d，不可控冷源数目为nd；将电源分为可控电源、不可控电源和调频电源，其中，可控电源数目为a，调频电源数目为g，不可控电源数目为na；记综合能源系统的当前调控时刻为t，调控模型计算步长为Δt，为第i号可控电源的运行状态标识，可控电源停止运行时运行状态标识取0，可控电源运行时运行状态标识取1；为第j号可控热源的运行状态标识，可控热源停止运行时运行状态标识取0，可控热源运行时运行状态标识取1；为第k号可控冷源的运行状态标识，可控冷源停止运行时取0，可控冷源的运行时取1；为由调度层给定的t时刻综合能源系统电负荷的调度指令，为由调度层给定的t时刻综合能源系统热负荷的调度指令，为由调度层给定的t时刻综合能源系统的冷负荷的调度指令，初始化可控热源的设备类型Y_j，设备类型为常规类型取0，设备类型为线性耦合类型取1，设备类型为容量约束耦合类型取2，初始化可控冷源设备类型Z_k，可控冷源设备为常规类型取0，可控冷源设备为冷热连供类型取1；可控电源下角标i＝1,2…a,可控热源下角标j＝1,2…b,调频电源下角标l＝1,2…g,可控冷源下角标k＝1,2…d；

(2)分别采集t时刻各不可控电源的输出电负荷其中ii＝1,2…na；各不可控热源输出的热负荷其中jj＝1,2…nb；各不可控冷源的输出冷负荷其中kk＝1,2…nd；利用下式求出综合能源系统中不可控电源总的输出电负荷不可控热源总的输出热负荷及不可控冷源总的输出冷负荷

(3)利用步骤(2)的和根据由调度层给定的综合能源系统的上层负荷调度指令利用下式计算得出综合能源系统可控电源总的电负荷调控设定值可控热源总的热负荷调控设定值及可控冷源总的冷负荷调控设定值

(4)利用下式，计算得到t时刻第i号可控电源的调控设定值

式中，为t时刻各可控电源的容量上限值，i＝1,2…a，为已知量，问号“？”为逻辑判断标识符，对问号前的不等式进行判断，若满足取问号后第一项值，不满足时取问号后第二项值；

(5)根据步骤(4)中的各可调控电源的调控设定值结合各个可调控电源的爬坡率特性，利用下式，计算出各个可控电源的在t时刻的调控目标值

式中，kp_i为可控电源i的爬坡速率，由设备本身决定，为已知量；

(6)利用下式，求出t时刻综合能源系统的电网频率偏差并记录和存储t-Δt时刻综合能源系统中的电网频率偏差及t-2Δt时刻系统的电网频率偏差

式中，f^t为t时刻综合能源系统电网的采样频率，f⁰为电网的目标频率，f⁰取50HZ；

(7)根据步骤(6)中的和结合调频电源的调频特性，利用下式计算出各个调频电源的调控目标值

式中，K_P,l、K_B,l和K_D,l分别为第l号调频电源的动态调控的积分调节系数、比例调节系数、微分调节系数，与调频电源的响应特性有关，为已知量；

(8)利用下式，更新求出j号可控热源的容量上限

式中，Y_j为可控热源设备类型标识值，η_j为可控热源设备的线性耦合常数，为已知量，P_e,j为采集的j号可控热源输出的电功率，L_sum,j为j号可控热源的总供能容量上限，为已知量；

(9)根据步骤(3)中计算的系统可控热源的调控设定值结合可控热源的运行标识利用下式计算出t时刻各可控热源的调控设定值

式中，为步骤(8)的t时刻各可控热源的容量上限值；

(10)根据步骤(9)中的各可控热源的调控设定值结合各可控热源的爬坡率特性，利用下式计算更新t时刻各可控热源的调控目标值

式中，kq_j为各可控热源的爬坡率，可控热源的爬坡率与可控热源的响应特性相关，为已知量；

(11)根据采集的k号可控冷源设备输出的供热功率Q_h,k，结合可控冷源设备类型标识值Z_k，利用下式更新t时刻k号可控冷源设备的冷容量上限值

式中，L_sum,k为k号可控冷源设备的总供能容量上限，总供能容量上限与冷源设备相关，为已知量；

(12)根据步骤(3)中计算的综合能源系统可控冷源总的调控设定值结合各可控冷源的运行标识利用下式计算出t时刻各可控冷源的调控设定值

式中，为步骤(11)的t时刻各可控冷源的容量上限值；

(13)根据步骤(12)中的各可控冷源的调控设定值结合各可控冷源的爬坡率特性，利用下式计算更新t时刻各可控冷源的调控目标值

式中，kc_k为各可控冷源的爬坡率，可控冷源的爬坡率与可调控冷源的响应特性相关，为已知量；

(14)根据上述步骤(5)、(7)、(10)和(13)中的各个可控电源的在t时刻的调控目标值各个调频电源的调控目标值各可控热源的调控目标值和各可控冷源的调控目标值的值，对综合能源系统中的各能量源实现动态调控。