；n表示热交换器效率；Qh为实时的系统热负 荷功率，单位：kw; 建立如式（16)所示的电能量平衡约束条件： P,n +K,+(K,+ )+(i^ + ) -(P：M +apcM +P；M +APiliscM ) = (Fec+APec)+Pd 式（ 16) 式中，Ppv表示实时光伏功率，单位：kW;Pwt表示实时风电功率，单位：kW;匕表示微型 燃气轮机第t时段的电功率，单位：kW;APmt表示微型燃气轮机出力的调整量，单位：kW; < 表示系统第t时段与主网交互功率，单位：kW;APg表示系统与主网交互功率的调整量，单 位：kW;匕,表示蓄电池第t时段的充电功率，单位：kW;APe，bt表示蓄电池充电功率的调整 量，单位：kW; 表示蓄电池第t时段放电功率，单位：kW;APdise，bt表示蓄电池放电功率 的调整量，单位：kW;戊表示电制冷机第t时段的输入功率，单位：kW;APe。表示电制冷机机 输入功率的调整量，单位：kW;Pel表示实时系统电负荷功率，单位：kW; 建立如式（17)所示的微型燃气轮机运行的约束条件： u：rpT<p; nl+^pml<u'mrpr寸 式中，表示微型燃气轮机第t时段运行状态变量，=1表示微型燃气轮机运行， K=〇表示微型燃气轮机不运行；表示微型燃气轮机出力的下限，单位：kw;P二表示微 型燃气轮机第t时段的电功率，单位：kW;APmt表示微型燃气轮机出力的调整量，单位：kw; 户=表示微型燃气轮机出力的上限，单位：kw;Pi表示微型燃气轮机组在连续运行状态时 的短时最大降功率，单位：kW;PL:.表示微型燃气轮机组在连续运行状态时的短时最大增功 率，单位：kW; 建立如式（18)所示的燃气锅炉运行的约束条件： 式中，if"表示燃气锅炉出力的下限，单位：kW;P/表示燃气锅炉第t时段的功率，单 位：kW;APb表示燃气锅炉出力的调整量，单位：kW;PT表示燃气锅炉出力的上限，单位： kff； 建立如式（19)所示的电网交互功率的约束条件： P；'KPs+APg <P；式（19) 式中，表示系统与主网交互功率的下限，单位：kW;<表示系统第t时段与主网交 互功率，单位：kW;APg表示系统与主网交互功率的调整量，单位：kW; 表示系统与主网 交互功率的上限，单位：kW; 建立如式（20)所示的蓄电池运行的约束条件：
式中，匕表不蓄电池第t时段的放电状态，表不蓄电池放电，匕_=〇表 示蓄电池不充电也不放电；/T表示蓄电池充电功率上限，单位：kw; 表示蓄电池第t 时段放电功率，单位：kW;APdise;bt表示蓄电池放电功率的调整量，单位：kW; <&表示蓄电 池第t时段的充电功率，单位：kW;APe，b^示蓄电池充电功率的调整量，单位：kW; 表 示蓄电池第t时段的充电状态，t/^=i表示蓄电池充电，M,h,=〇表示蓄电池不充电也不放 电；/T'表示蓄电池放电功率上限，单位：kW;C表示反馈校正前蓄电池内的能量，单位： kWh;C+1表示反馈校正后的蓄电池内的能量，单位：kWh; 〇bt表示蓄电池的自身能量损耗 率；n。#表示蓄电池的充电效率；ndisc;，bt表示蓄电池放电效率；表示蓄电池储存能量 的下限，单位：kwh;汗?r表示蓄电池储存能量的上限，单位：kWh;At' =l/12h; 建立如式（21)所示的蓄热槽运行的约束条件：
式中，表示蓄热槽第t时段的放热状态，表示蓄热槽放热，c4^=o表示 蓄热槽不放热也不蓄热；PT表示蓄电池充电功率上限，单位：kw; 表示蓄热槽第t时 段的放热功率，单位：kw;APdise，tst表示蓄热槽放热功率的调整量，单位：kW; 表示蓄热 槽第t时段的蓄热功率，单位：kWh;AP。#表示蓄热槽蓄热功率的调整量，单位：kW;匕（ 表示蓄热槽第t时段的蓄热状态，C/二=1表示蓄热槽蓄热，冗M=〇表示蓄热槽不放热也不 蓄热；表示蓄热槽的放热功率上限，单位：kW;杧表示反馈校正前蓄热槽内的能量，单 位：kWh;J^+1表示反馈校正后的蓄热槽内的能量，单位：kWh; 〇 tst表示蓄热槽的自身能量 损耗率；nust表示蓄热槽的蓄热效率；ndisc;，tst表示蓄热槽释放热量的效率；cr表示蓄 热槽储存能量的下限，单位：kwh;cr表示蓄热槽储存能量的上限，单位：kwh; 最后，采用Yalmip优化工具求解反馈校正模型，得到微型燃气轮机出力、燃气锅炉出 力、吸附式制冷机输入功率、电制冷机输入功率、蓄电池充放电功率、蓄热槽蓄放热功率、系 统与电网交互的功率的调整量，将这些调整量分别下发到微型燃气轮机、燃气锅炉、吸附式 制冷机、电制冷机、蓄电池、蓄热槽设备进行调整；每5分钟执行一次步骤30)和步骤40)， 直到控制周期At内执行完毕； 步骤50)进入下一时刻，返回步骤10)，直至停止运行微电网。
2.按照权利要求1所述的基于模型预测控制的冷热电联供型微电网运行方法，其特征 在于，所述的步骤20)中， Cng=M-[Rng{P；ainmt+ninb)iHm}式⑵ 式中，At表示时间间隔；Rng表示天然气价格，单位：Y/m3; 表示微型燃气轮机第t 时段的电功率，单位：kW;nmt表示微型燃气轮机的效率；Pbt表示燃气锅炉第t时段的功率， 单位：kW;nb表示燃气锅炉的效率；Hng表示天然气热值；
式中，表示微型燃气轮机第t时段的电功率，单位：kW表示微型燃气轮机运行 维护费用，单位：Y/kWh 表示燃气锅炉第t时段的功率，单位：kW洱。_表示燃气锅炉运 行维护费用，单位：Y/kWh 表示第t时段系统的热负荷功率，单位：kw; 表示热交换 器效率；表示热交换器运行维护费用，单位：Y/kWh; &表示吸附式制冷机第t时段的 输入功率，单位：1^;1(。1^。表示吸附式制冷机运行维护费用，单位：￥/1^11;6表示电制冷 机第t时段的输入功率，单位：kW;1(。1^。表示电制冷机运行维护费用，单位：￥/1? 1;^表 示光伏第t时段的预测值；KM，PV表示光伏电池维护费用单位：Y/kWh;匕表示风电第t时 段的预测值；KM，wt表示风机维护费用单位：Y/kWh; 表示蓄电池第t时段的充电功率， 单位：kW 表示蓄电池第t时段放电功率，单位：kW;K?，bt表示蓄电池运行维护费用，单 位：Y/kWh; '表示蓄热槽第t时段的蓄热功率，单位：kWh; 表示蓄热槽第t时段的 放热功率，单位：kW;KM，tst表示蓄热槽运行维护费用，单位：If/kWh;
式中，<表示系统第t时段从主网购电的价格，单位：If/kWh; &表示系统第t时段向 主网售电的价格；a为〇或者1，a= 1表示微电网可以向主网售电，a= 〇表示不允许微 电网向主网售电；g表示系统第t时段与主网交互功率，单位：kW，g>〇表示从主网购电， G<〇表不向主网售电。
3.按照权利要求2所述的基于模型预测控制的冷热电联供型微电网运行方法，其特征 在于，所述的步骤20)中，At= 0.25h，Hng=9.78kWh/m3。
【专利摘要】本发明公开了一种基于模型预测控制的冷热电联供型微电网运行方法，首先建立预测模型，预测未来控制时域内风电功率、光伏功率、冷热电负荷功率数据；每一时刻，根据最新预测结果以及各设备实时运行状态，求解该滚动优化模型，计算各设备在未来时段的出力，到下一时刻再根据最新的预测结果，重新计算滚动优化模型；实时监测风电、光伏、冷负荷、热负荷、电负荷的实际值，并更新历史数据，每5分钟求解反馈校正模型，得到各设备的调整量，并下发到各设备进行调整，直到下一个滚动优化时刻。本发明方法能够很好地消除由于预测不准对系统优化运行造成的影响，降低系统运行的风险，提高系统运行的稳定性，同时提高冷热电联供型微电网运行的经济性。
【IPC分类】G06Q50-06
【公开号】CN104616208
【申请号】CN201510059153
【发明人】顾伟, 王志贺, 骆钊, 唐沂媛, 刘元园
【申请人】东南大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月4日