[发明专利]石油化工企业余热供暖综合能源系统优化调度方法

权利要求书

1.一种石油化工企业余热供暖综合能源系统优化调度方法，其特征在于，包括：

步骤一，构建以综合能源系统日运行成本最小为目标函数的优化调度模型；

步骤二，构建优化调度模型的约束条件；

所述调度模型的约束条件包括：电功率平衡约束、天然气平衡约束、电、热、气网络约束及消纳风电约束、热功率平衡约束、设备运行约束、储能设备约束；

所述电功率平衡约束表示为：

其中，P^t_buy为主电网购电功率；P^t_GT为燃气轮机输出电功率；P^t_V为风机发电功率；P^t_E为用电负荷；P^t_HP为电热泵消耗的电功率；P^t_P2G为P2G设备输入的电功率；

所述天然气平衡约束表示为：

其中，F^t_buy为购入的天然气量；F^t_GS,out为P2G设备输出的天然气量；F^t_GT为燃气轮机消耗的天然气量；F^t_GB为燃气锅炉消耗的天然气量；

所述电、热、气网络约束及消纳风电约束表示为：

其中，P_net^e,max、P_net^e,min分别为综合能源系统与电网交互功率上下限；P_net^g,max、P_net^g,min分别为综合能源系统与天然气网交互功率的上下限；P_net^h,max、P_net^h,min分别为余热输入功率的上下限；P_de^e,max、P_de^e,min分别为消纳风电功率的上下限；

所述热功率平衡约束表示为：

其中，H^t_{GB_S}为燃气锅炉输出功率；H^t_{GT_S}为燃气轮机输出功率；H^t_{HP_M}为电热泵输出功率；S^h_dis为储热装置放热功率；H^t_buy为余热输入功率；H^t_H为热负荷；S^h_cha为储热装置输入功率；

所述设备运行约束表示为：

其中，T^on_{ET_t}和T^off_{ET_t}分别为t时刻系统设备运行和停机时间；T^on_{ET_min}和T^off_{ET_min}分别为系统设备最短运行和最短停机时间；P^t为设备i在时段t的输入、输出功率；U^t为0-1变量，表示t时刻输入或输出的状态；P^max和P^min分别为设备i在时段t输入和输出功率的上下限；D和R分别为设备i在时段t输入和输出功率的向下和向上爬坡速率；T为设备运行状态，1表示启动，0表示停止；

所述储能设备约束表示为：

其中，C_i^max和C_i^min分别为储能设备i的最大和最小储存容量；C_{L_i}和C_{T_i}分别为储能设备i的初始状态和终止状态；S^t_{s_i}和S^t_{r_i}分别表示储能设备i在时段t的充电和放电功率；S^max_{s_i}和S^max_{r_i}分别表示储能设备i的最大充电和放电功率；γ^t_{s_i}和γ^t_{r_i}为0-1状态变量，分别表示储能设备i在时段t的充能和放能状态；γ^t_{s_i}为1时表示充能，γ^t_{r_i}为1时表示放能；

步骤三，考虑污染物排放量和弃风量，构建以日运行成本、环境保护成本和弃风成本为综合评价指标的优化调度模型；

所述综合评价指标的优化调度模型为，在原有调度模型中加入环保惩罚成本C_E和弃风惩罚成本C_P，以总运行成本、污染物排放量和弃风量作为系统的综合评价指标，目标函数表示为：

minC＝C_T+C_E+C_P

环保成本表示为：

其中，m为污染物种类数总和；n为设备个数；j为所排放污染物相对应的类别编号；α_ij表示系统中设备i对污染物j的排放系数；β_j表示处理污染物j需要的成本；P_i(t)表示t时段污染物排放功率；

所述弃风成本表示为：

其中，α为弃风单价；为T时段期望风电出力；P^t_W为T时段风电消纳功率；

步骤四：求解优化问题；所述优化问题为混合整数规划问题，系统中各设备的出力属于连续型变量，储能设备的启停状态属于0-1变量，所述混合整数规划问题采用CPLEX求解器进行求解。