基于冷热电三联供的智能电网园区综合能源优化控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电力系统技术领域，特别是一种基于分布式冷热电三联供的智能电网 园区综合能源优化控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着国家对节能减排的高度重视，加之现代电力系统更高的灵活性要求，分布式 冷热电联供（distributed combined cool and heat and power，DCCHP)已得到高度重视。 DCCHP是基于分布式电源的冷热电联供系统，它不仅能实现冷热与电负荷的供应，实现能量 梯级利用，还能减少污染气体排放，具有良好的社会效益和经济效益。因此，分布式冷热电 三联供是实现节能减排、提高能量利用率的有效手段。
[0003] 智能电网园区中存在着各种不同类型的用户，由于用户类型和用能习惯的不同， 彼此呈现出来的用能特性曲线也互不相同。在能量消耗的同时，园区中也存在着风力、光 能、水力、地热等各种不同形式的分布式能源。这些能源往往以分布式电源的形式，存在于 智能电网园区当中。当前一些技术仅考虑基于微型燃气轮机的冷热电三联供，对其他一些 联供设备情况考虑不足。如何实现智能电网园区内能源的梯级利用，充分利用不同形式的 分布式能源，发挥智能电网园区对能源和多种设备的管控优势，是摆在智能电网园区建设 者面前的一个突出问题。
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题：针对现有技术的不足，本发明提出一种基于冷热电三联供的 智能电网园区综合能源优化控制方法，用于解决现有的智能电网园区在冷热电三联供的过 程中仅考虑微型燃气轮机而对智能电网园区中存在的其他可用作联供的设备考虑不足的 技术问题。
[0005] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种基于冷热电三联供的智能电网园区综合能源优化控制方法，将智能电网园区 内多类供能设备和储能设备作为分布式能源向具有不同负荷的多种用户进行冷热电三联 供；
[0007] 首先选择供能设备和储能设备及相应的容量；然后确定优化目标函数；结合所选 供能设备、储能设备以及智能电网园区三者运行的约束条件和各类用户的负荷曲线，利用 智能优化遗传算法对优化目标函数进行求解；
[0008] 实施过程中，利用求解结果对供能设备和储能设备进行调度，实现智能电网园区 能源的优化利用。
[0009] 其中，确定优化目标函数，其步骤包括：
[0010] 步骤（1)、确定智能电网园区和外部电网的电能交换成本函数：
【主权项】
1. 一种基于冷热电三联供的智能电网园区综合能源优化控制方法，其特征在于：将智 能电网园区内多类供能设备和储能设备作为分布式能源向具有不同负荷的多种用户进行 冷热电三联供； 首先选择供能设备和储能设备及相应的容量；然后确定优化目标函数；结合所选供能 设备、储能设备以及智能电网园区三者运行的约束条件和各类用户的负荷曲线，利用遗传 算法对优化目标函数进行求解获得日前调度计划； 实施过程中，利用求解获得的日前调度计划对供能设备和储能设备进行调度。
2. 根据权利要求1所述的基于冷热电三联供的智能电网园区综合能源优化控制方法， 其特征在于：所述分布式能源包括微型燃气轮机、燃气锅炉、电热转换设备、热储能设备及 可再生能源发电设备；确定优化目标函数包括以下步骤：确定智能电网园区和外部电网的 电能交换成本函数pri Md;确定智能电网园区内微型燃气轮机和燃气锅炉的燃料成本函数 PrifUei;确定智能电网园区能源系统的维护成本函数Pri maintain;然后将上述三类成本进行 叠加，得到优化目标函数 min price =min(priGrid+prifuel+p;rimaintain) 〇
3. 根据权利要求1所述的基于冷热电三联供的智能电网园区综合能源优化控制方法， 其特征在于：所述约束条件包括满足以下4类约束函数：电功率平衡约束函数；热功率平衡 约束函数；冷功率平衡约束函数；智能电网园区内分布式能源的的容量约束函数。
4. 根据权利要求2所述的基于冷热电三联供的智能电网园区综合能源优化控制方法， 其特征在于：所述智能电网园区和外部电网电能交换成本函数计算公式如下：
(1) 式中，是逐时电价；/1,是智能电网园区和外部电网的逐时电力交换值。
5. 根据权利要求2所述的基于冷热电三联供的智能电网园区综合能源优化控制方法， 其特征在于：所述的微型燃气轮机和燃气锅炉的燃料成本函数计算公式如下：
(2) 式中，为微型燃气轮机关于功率和使用燃气的函数，单位为kW ;P i为第i台微 型燃气轮机的电功率输出，单位是kW ;ηαιΡ为微型燃气轮机的数量；cL,是逐时气价； 为第i台燃气锅炉的出力；nb()ilCTi为第i台燃气锅炉的能量转化效率；t是时间长度，单位 为小时；Iiler为燃气锅炉的数量。
6. 根据权利要求2所述的基于冷热电三联供的智能电网园区综合能源优化控制方法， 其特征在于：所述的智能电网园区能源系统的维护成本函数计算方法如下：
(3) 式中，Pnirapi为微型燃气轮机的单位功率运行维护成本；p^disfei为可再生能源发电设 备的单位功率运行维护成本；Pnisstw为热储能设备的单位功率运行维护成本；P _为电热转 换设备的单位功率运行维护成本；Pi为第i台微型燃气轮机的电功率输出，单位是kW ; 为第i台可再生能源发电设备的电功率输出，单位是kW ;和//L分别为热储能设备的充 放热功率，单位是kW ; 为电热转换设备的功率，单位是kW ;ηαιΡ为微型燃气轮机的数量； ndistai为可再生能源发电设备的数量。
7. 根据权利要求3所述的基于冷热电三联供的智能电网园区综合能源优化控制方法， 其特征在于：所述电功率平衡约束函数计算公式如下：
⑷式中，是智能电网园区和外部电网的逐时电力交换值，单位是kW A为第i台 微型燃气轮机的电功率输出，单位是kW;/L"为第i台可再生能源发电设备的电功率输出， 单位是kW ; /L,为负荷值，单位是kW ; 为电热转换设备的功率，单位是kW ;ηαιΡ为微型燃 气轮机的数量；ndistH为可再生能源发电设备的数量。
8. 根据权利要求3所述的基于冷热电三联供的智能电网园区综合能源优化控制方法， 其特征在于：所述热功率平衡约束函数计算公式如下：
(5) 式中，Rt是第i个微型燃气轮机的产热值；HLleri为第i个燃气锅炉的产热值； ηEH、n wt分别为电热转换设备的效率、热储能的放热效率；为智能电网园区的逐时热 负荷；η?为微型燃气轮机的数量；n b()ilOT为燃气锅炉的数量。
9. 根据权利要求3所述的基于冷热电三联供的智能电网园区综合能源优化控制方法， 其特征在于：所述冷功率平衡约束函数计算公式如下：
(6) 式中，G是第i个微型燃气轮机通过吸收式制冷机的尾气制冷功率；I1qip为微型 燃气轮机的数量；Cl rf为空调制冷功率；为智能电网园区的逐时冷负荷。
【专利摘要】本发明公开了一种基于冷热电三联供的智能园区综合能源优化控制方法，针对智能电网园区冷负荷、电负荷、热负荷等多种负荷的特点，结合冷热电三联供的基本原理和多种设备的工作特性，实现多类能源的优化利用；进行实施时，利用以千瓦为计量单位，结合各类能源的等值计算，推动能源的优化管理。本发明提供一种有效、实用、科学的能源优化管理方法，有利于节能的推广应用。
【IPC分类】G05B13-04
【公开号】CN104730923
【申请号】CN201510056691
【发明人】徐青山, 曾艾东, 李喜兰, 林章岁, 王旭东
【申请人】东南大学, 国网福建省电力有限公司经济技术研究院, 国网天津市电力公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月3日