[发明专利]一种考虑能量梯级利用的工厂综合能源系统经济优化调度方法

摘要

本发明公开了一种考虑能量梯级利用的工厂综合能源系统经济优化调度方法。该方法首先搭建考虑能量梯级利用的工厂综合能源系统供能架构；以运行维护成本、购电成本、购热成本以及燃料成本构成的日运行费用最小为优化目标，基于冷热电功率平衡约束、设备物理约束和储能设备约束，建立考虑能量梯度利用的优化模型；对优化模型进行求解，得到工厂最优供能策略，实现工厂的自趋优调度。本发明考虑了冷热电多能耦合，实现了多种能源协同互补，引导用户制定合理的用能方案，提高了用户侧的用能效率，减少用户的用能成本；充分利用工厂中的循环余热，优化能量的梯级利用，可显著降低系统的日运行费用，较传统优化策略更贴近工程实际。

主权项

一种考虑能量梯级利用的工厂综合能源系统经济优化调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：将热细分为高、中、低三种品位的热能，考虑其对口的温度利用区间及相应的利用技术，搭建考虑能量梯级利用的工厂综合能源系统供能架构，该架构具体为：工厂通过集中式电力母线与公共电力交换电力，优先满足本地各类负荷需求，同时允许将富裕电量输送到配电系统；同时，工厂内部无燃气生产，与燃气公司之间只存在单向购买行为；工业用户可向园区内的大型热电联产CHP购买工业用汽，以满足工厂的蒸汽负荷需求；微型燃气轮机通过天然气燃烧释放出的高品位热进行发电，排出的高温烟气通过余热锅炉加以利用，余热锅炉通常被布置成两级，第一级产生中品位热蒸汽供吸收式溴化锂制冷机进行制冷或制热，第二级产生低品位热供应热水；燃气锅炉通过天然气燃烧产生的高品位热蒸汽以及从园区CHP中购买的高品位蒸汽用于满足工厂内的蒸汽驱动设备需求；蒸汽驱动设备使用高品位热蒸汽后，对蒸汽进行回收利用，产生中品位热和低品位热蒸汽，同样用于吸收式溴化锂制冷机制冷/制热以及供应热水；在供冷/热系统中，户用空调可提供空间冷热负荷，作为空间冷热负荷的调峰设备使用；冰蓄冷装置在制冷量满足当前所需且电价较低时储存冷水，待需要时释放冷量；步骤2：以运行维护成本、购电成本、购热成本以及燃料成本构成的日运行费用最小为优化目标，基于冷热电功率平衡约束、设备物理约束和储能设备约束，建立考虑能量梯度利用的优化模型；其中，热功率平衡约束如下：a)高品位热平衡约束：Hhight=Hbuyt+ΣiHGB.it]]>Hhight≥ΣiHsteam.it]]>b)中品位热平衡约束：Hmiddlet=ΣiHsteam.middle.it+ΣiHWH.middle.it]]>Hbuyt+ΣiHGB.it-ΣiHsteam.it+Hmiddlet≥ΣiHCH.it]]>c)低品位热平衡约束：Hlowt=ΣiHsteam.low.it+ΣiHWH.low.it]]>Hmiddlet-[ΣiHCH.it-Hbuyt-ΣiHGB.it+ΣiHsteam.it]+Hlowt≥Hwatert]]>式中：和分别为系统的高、中、低品位热功率；表示购热功率；表示第i个燃气锅炉产生的高品位热功率，和表示第i个蒸汽驱动设备的蒸汽需求热功率、中品位热回收功率和低品位热回收热功率；和分别表示第i个余热锅炉的中品位热回收热功率和低品位热回收热功率；表示第i个吸收式制冷机的耗热功率；表示热水负荷；步骤3：对优化模型进行求解，得到工厂最优供能策略。