分布式冷热电联供系统并网运行在线优化方法
【专利摘要】本发明公开了一种分布式冷热电联供系统并网运行在线优化方法，包括以下步骤：建立运行策略库；根据运行策略建立系统运行约束模型和滚动优化目标模型；对得到的模型进行线性矩阵化的优化处理；建立包括传统优化算法、智能算法和混合算法的优化算法库对优化处理后的模型进行最优求解；本发明在基本运行策略库和优化算法库的支撑下，考虑了不同运行策略下系统运行约束模型的共性和差异，并将不同的运行策略采用同一线性矩阵形式来描述和优化，不仅提高了系统约束模型的重用性和扩展性，而且有利于分布式冷热电联供系统在各指定策略下的在线优化和控制实现，并为多种运行策略之间的在线优选和切换提供了可能。
【专利说明】分布式冷热电联供系统并网运行在线优化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及分布式能源系统经济运行和节能减排【技术领域】，具体涉及一种分布式冷热电联供系统并网运行的优化方法。
【背景技术】
[0002]分布式冷热电联供系统的运行优化问题是分布式能源系统经济运行和节能减排【技术领域】的热点问题。分布式冷热电联供系统设备类型众多，影响该系统运行的因素也很多，除了系统自身运行特性和外界参数(如环境、负荷需求、购售电价等)外，还包括各类人为设定的操作约束(如运行负荷限制)和逻辑法则(如以热定电、以电定热等)，再加上分布式冷热电联供繁多的运行策略，给系统的运行特性建模和在线优化造成了较大的困难。尤其是在线优化时，往往还要求模型具有易于求解和便于控制设计的特性，这对系统的建模和优化过程提出了更高的要求。
[0003]现有的分布式冷热电联供系统在线优化技术主要存在如下两个问题，一是没有考虑不同运行策略对应的模型之间的共性和差异，造成重复建模，模型形式不统一等现象，不利于各运行策略的在线设计以及优选功能的实现；二是建模过程中对模型需具有的易于求解和便于控制设计的特性不够重视，而且优化求解时往往忽略优化算法和模型特性之间的匹配性，造成在线优化速度和最优解质量不尽如人意，实际应用效果有限。
【发明内容】
[0004]发明目的:本发明的目的在于为了克服现有技术的不足，提供一种分布式冷热电联供系统并网运行在线优化方法，使得系统在各指定策略下的在线优化和控制更易于实现，并为多种运行策略之间的在线优选和切换提供可能。
[0005]技术方案:本发明所述的一种分布式冷热电联供系统并网运行在线优化方法，包括以下步骤:
[0006](I)建立由负荷主次策略和指标最优策略组合得到的运行策略库，基本的运行策略包括但不限于负荷主次策略和指标最优策略相互组合得到的所有策略:
[0007]负荷主次策略包括以热(冷)定电、以电定热(冷)和热(冷)电平三种运行策略；
[0008]指标最优策略包括经济指标最优、能效指标最优、环保指标最优以及此二种指标组合得到的多目标最优策略。
[0009](2)根据运行策略建立系统运行约束模型；
[0010](3)根据运行策略建立滚动优化目标模型；
[0011](4)对模型进行线性矩阵化的优化处理将模型从混合整数非线性模型转化为混合整数线性矩阵模型，步骤(2) (3)建立的模型多为混合整数非线性方程组形式，为了便于在线实现和进行优化求解，将优化模型进行线性化处理并写成矩阵形式。
[0012](5)建立包括传统优化算法、智能算法和混合算法的优化算法库对优化处理后的模型进行最优求解，针对含约束的混合整数优化问题建立优化算法库，根据优化求解精度和速度的要求选择适合的算法对优化模型进行求解。
[0013]进一步，所述系统运行约束模型为基于命题逻辑演算得到的混合整数等式和不等式约束方程组，用以描述包含系统自身运行规律、操作约束及逻辑规则在内的连续和离散混合特性:
[0014]操作约束包括但不限于各设备的最大/最小运行负荷限制、负荷变化速率限制、购售电限制和冷热电联供单元的热(冷)电比限制；
[0015]逻辑法则包含但不限于各设备之间的启停关系逻辑、供应热(冷)电负荷的主次逻辑、主辅单元之间的顺序逻辑；
[0016]各运行策略运行约束模型的差异主要体现在部分操作约束及逻辑规则上，与系统自身运行规律无关，因此，描述系统自身运行规律的方程组具有通用性，描述操作约束和逻辑规则的方程组根据各运行策略需求分别建立，并与描述系统自身运行规律的方程组联立后形成各运行策略下的系统运行约束模型。
[0017]进一步，滚动优化目标模型根据各运行策略的最优指标需求和预测时间长度来确定，其基本形式为miti Σ ,，式中t表示时间，k表示第k个时段，M表示预测时段长度，
【权利要求】
1.一种分布式冷热电联供系统并网运行在线优化方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)建立由负荷主次策略和指标最优策略组合得到的运行策略库； (2)根据运行策略建立系统运行约束模型； (3)根据运行策略建立滚动优化目标模型； (4)对步骤(2)(3)得到的模型进行线性矩阵化的优化处理将模型从混合整数非线性模型转化为混合整数线性矩阵模型； (5)建立包括传统优化算法、智能算法和混合算法的优化算法库对优化处理后的模型进行最优求解。
2.根据权利要求1所述的分布式冷热电联供系统并网运行在线优化方法，其特征在于:所述系统运行约束模型为基于命题逻辑演算得到的混合整数等式和不等式约束方程组。
3.根据权利要求1所述的分布式冷热电联供系统并网运行在线优化方法，其特征在 于:所述滚动优化目标模型的基本形式为
4.根据权利要求1所述的分布式冷热电联供系统并网运行在线优化方法，其特征在于:步骤(4)所述的线性矩阵化的优化处理，包括以下步骤: a、将约束模型中的各等式约束方程代入不等式约束方程和指标方程中，消去相关变量，使得模型仅含不等式约束和指标方程； b、最小值和绝对值项采用
5.根据权利要求1所述的分布式冷热电联供系统并网运行在线优化方法，其特征在于:步骤(5)中所述传统优化算法包括分支定界法、二次序列规划法，智能算法包括遗传算法、粒子群算法，混合算法包括GASA算法。
【文档编号】G06Q10/04GK103455850SQ201310342068
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2013年8月7日
【发明者】张俊礼, 沈炯, 葛斌 申请人:东南大学