[发明专利]一种计及温控设备的社区级微电网经济运行建模及其求解方法

摘要

本发明公开了一种计及温控设备的社区级微电网经济运行建模及其求解方法，其通过研究温控设备的温度调节特性，分析影响微电网经济运行的因素，以含有温控设备的微电网为研究对象，建立计及温控设备温度调节特性的微电网最优经济运行模型，同时考虑以运行费用、燃料费用、储能损耗费用和弃风惩罚费用等总费用最小为目标。模型通过混合粒子群优化算法进行求解，所建立的微电网经济运行模型考虑的因素更为全面。且算法简单，便于工程人员学习使用，并且通用性较好，可广泛应用于微电网经济运行分析。

主权项

一种计及温控设备的社区级微电网经济运行建模，该微电网中具有微燃机、风电机组、储能设备和热泵，其特征在于：所述社区级微电网经济运行建模的目标函数为：minF=Cfuel+Cop+Cwc+Cbat=Σt=1T(Emt(t)·ffuel+fop(t)+Ewc(t)·fwc)+Cbat]]>式中，F为调度周期内总运行成本；Cfuel为调度周期内燃料消耗费用；Emt(t)为t时段消耗的燃料；ffuel为单位燃料费用；Cop为调度周期内微燃机开停机费用；fop(t)为t时段微燃机开停机费用；Cwc为调度周期内弃风费用；Ewc(t)为t时段弃风量；fwc为单位弃风惩罚费用；Cbat为储能系统损耗费用；同时：式中，为t时段微燃机发电功率；ηe为微燃机效率；q为天然气热值；x(t)为微燃机状态变量，x(t)＝1表示第n台微燃机开机，x(t)＝0表示第n台微燃机停机；βn、σn为第n台微燃机的开机费用系数；t′n,t为第n台微燃机在t时段前的停运时间；式中，为风电机组发电功率，通过风机出力模型根据预测的风速计算获得；为微电网能够消耗的风机出力；NT为调度周期内储能系统充放电次数；Nk铅酸蓄电池在某种充放电深度下的最大充放电循环次数；Ein为微电网中储能设备投资费用；建立目标函数的约束条件为：①、电负荷平衡约束式中，Pwt为风电机组功率；Pmt为微燃机组出力；为储能系统放电功率；为储能系统充电功率；Pl为微网内一般电负荷；Php为温控设备需求功率；②、允许调节温度范围Tset‑δ≤Tt≤Tset+δ式中，Tset为设定的温度值；δ为考虑用户温度舒适度后，可以调节的温度范围；温控设备热动态平衡方程，热泵开启时：热泵关断时：式中，Troom为室内温度(℃)；C为等值热电容(J/℃)；R为等值热电阻(℃/W)；Q为热功率(W)；To为室外环境温度(℃)；t为仿真时刻；△t为仿真步长；③、微燃机出力约束式中，为微燃机在开机状态下，允许的出力最小值；为微燃机在开机状态下，允许的出力最大值；④、热泵出力约束式中，在热泵开启状态下，允许的最小功率；为热泵在开启状态下，允许的最大功率；⑤、储能设备约束储能设备的荷电状态约束为Socmin≤Soc(t)≤Socmax，式中，Socmin为储能系统荷电状态的最小值；Socmax为储能系统荷电状态的最大值；储能设备的充放电功率约束为式中，为储能系统充电功率的最小值，为储能系统充电功率的最大值，为储能系统放电功率的最小值，为储能系统放电功率的最大值，Soc(1)＝Soc(T)＝Socinitial式中，Soc(1)为调度周期开始时刻的储能系统荷电状态；Soc(T)为调度周期结束时刻的储能系统的荷电状态；Socinitial为调度周期开始时刻储能系统荷电状态的设定值。