[发明专利]一种含光伏热泵的多能互补型微电网多元化优化运行方法、设备

说明书

本发明提出一种含光伏热泵的多能互补型微电网多元化优化运行方法、设备，所述方法通过获取用户多元负荷优化需求，所述优化需求包括最低的微电网运行费用和最低的环境污染处理成本，根据微电网优化需求及约束构建优化运行模型，对模型采用改进的多目标粒子群算法进行计算，求解出微电网双目标均满足的运行方案，输出多种运行方案后，采用最大隶属度，便可从多种运行方案中选取合适的最优运行方案。本发明改进了粒子群算法，并分别与单目标优化运行进行对比，验证了多目标优化运行方法在多能互补型微电网系统中的有效性和必要性。

技术领域

本发明属于多能互补型微电网技术领域，特别是涉及一种含光伏热泵的多能互补型微电网多元化优化运行方法、设备。

背景技术

由于可再生能源发电(风电和光伏)具有间歇性和不确定性，因此大容量直接接入公共电网会影响其电能质量与稳定运行，蕴含量巨大且可持续再生的清洁能源，无法进行大规模利用，便失去了其优点。利用多种能源替代单一种类的可再生能源成为趋势，不同的能源在空间和时间上的互补特性，可以提高供能系统的稳定性和可再生能源的利用率，便能大规模推广可再生能源的应用，减少环境污染，达到环保、经济等效果，有利于社会的可持续发展。

目前许多国家处在相同纬度，气候条件相似，大部分冬季天气寒冷，对生活热水和供暖有非常大的需求，在住宅的能耗中占比较高，但可再生能源用于供热和供冷还未进行大范围研究，应用也较少。为了综合利用多种能源，微电网是非常有效的形式。由于多能互补型微电网内有多种设备单元，能量的供需复杂，制定合适的运行方案，协调各单元的出力，有利于增强微电网整体的稳定性。多能互补型微电网的优化运行对提高多能互补型系统综合性能、推广可再生能源应用、构建可持续发展社会具有重要的现实意义。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提出了一种含光伏热泵的多能互补型微电网多元化优化运行方法、设备，以满足微电网经济成本最低和污染处理成本最低两个优化需求。本发明改进了粒子群算法，并分别与单目标优化运行进行对比，验证了多目标优化运行方法在多能互补型微电网系统中的有效性和必要性。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明提出一种含光伏热泵的多能互补型微电网多元化优化运行方法，获取用户多元负荷优化需求，所述优化需求包括最低的微电网运行费用和最低的环境污染处理成本，根据微电网优化需求及约束构建优化运行模型，对模型采用改进的多目标粒子群算法进行计算，求解出微电网双目标均满足的运行方案，输出多种运行方案后，采用最大隶属度，便可从多种运行方案中选取合适的最优运行方案；

所述微电网中存在冷热电三种负荷，对所述三种负荷分别制定运行策略，具体为：

(1)供电单元运行策略

电价采用分时计价，在电价低谷时间段，蓄电池储电；在电价高峰时间段，光伏输出能供给电负荷时，净光伏用以储电，未能满足电负荷时，蓄电池放电以满足，避免在高峰时期向大电网购电；在电价平时段，蓄电池不进行充放电，净光伏功率为正时，上网售电，净光伏功率为负时，向大电网购电；

(2)供热单元运行策略

供冷季时，热负荷为洗浴热水，污水源热泵单独供热；非供冷季时，热负荷包括洗浴热水和生活热水，污水源热泵和空气源热泵共同供热；污水源热泵在洗浴时间工作，电磁锅炉辅助供热，如果热负荷还未能满足，蓄热槽释放热能供给；

(3)供冷单元运行策略

非供冷季时，蓄冷槽不工作，空气源热泵处于制热模式，污水源热泵不提供冷功率；供冷季时，空气源热泵为主要供冷设备，污水源热泵辅助供冷，因为供冷季的洗浴热水需求减少，而冷负荷增多，如果冷负荷还未能满足，蓄冷槽释放冷能供给。

进一步地，所述改进的多目标粒子群算法采用的种群更新策略迭代公式为：