CN107832979A - 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 - Google Patents

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Abstract

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。

Description

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
技术领域
本发明涉及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，属于综合能源及电力需求响应领域。
背景技术
能源是社会和经济发展的动力和基础。以智能电网为核心的能源系统革命在全世界范围内推动了电力系统的信息化和智能化。综合能源系统(integrated energy system,IES)是能源互联网的重要物理载体，是实现多能源互补、能量梯级利用等技术的关键。工业园区负荷需求量大、负荷类型多样，各种能量转换过程大多涉及热的利用。只有综合考虑能量的数量与品质两方面品质，才能对能量进行充分利用。因此有必要对工厂进行用能优化管理，实现能量梯度利用，提升工厂的经济效益和能源利用率。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供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源梯度利用的工厂综合能源系统的供能架构；以用户的日运行费用最小为目标，在冷热电平衡约束和设备多种设备约束的条件下，构建考虑工厂综合能源系统经济优化调度模型，通过调度各个设备的运行状态与出力，降低工厂的日运行费用；该方法可以应用在不同类型的工业园区综合能源系统中。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：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，采用“自发自用、余量上网”的运行机制，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(combined heat and power,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：
b)中品位热平衡约束：
c)低品位热平衡约束：
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。
进一步地，所述步骤2中的优化目标为全天的运行费用：
Min CATC＝COM+CES+CF+CH
1)运行维护成本：
式中：ξOM.i为设备i单位输出功率的运行维护费用；表示第i个设备在时段t的输出功率；T为单位时段长度；
2)购电成本：
式中：和分别为时段t的购电价格和购电功率；和分别为时段t的售电价格和售电功率；
3)燃料成本：
式中：和分别为时段t第i个燃气轮机和第i个燃气锅炉的燃气消耗速率；为气价；
4)购热成本：
式中，和分别为购热价格和购热功率；
约束条件：
1)电功率平衡约束
a)交流母线总负荷约束：
式中：为时段t的交流负荷；为第i个燃气轮机的产电功率；为交流电负荷；为交直流转化器的电功率；为第i个户用空调的耗电功率；为冰蓄冷空调系统的耗电功率；
b)交直流转换器效率约束：
式中：为时段t的直流母线总负荷；ηA/D为交流到直流的转换效率；ηD/A为直流到交流的转换效率；
c)直流母线总负荷约束：
式中：为光伏机组输出功率；和分别为电池储能的充电功率与放电功率；为时段t的直流负荷；
d)联络线约束与购售电状态约束：
式中：和分别为系统向电网购电和售电的功率上限；和分别为时段t处于购电和售电的0-1状态变量，取1表示购电，取1表示售电；
2)冷功率平衡约束
式中：和分别为吸收式制冷机、户用空调和冰蓄冷空调的供冷功率，为系统冷负荷。
3)设备运行约束
式中：和分别表示设备i在时段t的输入输出功率；和分别表示设备i在时段t的输出功率上下限；和分别表示设备i在时段t的输入功率上下限；
4)储能设备约束
储能设备需要满足储能状态约束与充放能功率约束；为了保证调度的连续性，调度周期前后，储能设备的储能量应保持一致；
SL.i＝ST.i
式中：表示储能设备在时段t的储存量；和分别表示储能设备的最大和最小的储存容量；SL.i和ST.i分别表示储能设备的始状态和终状态；和分别表示储能设备的最大充电和放电功率；和分别表示储能设备在时段t处于充能和放能的0-1状态变量，取1表示充能，取1表示放能，保证设备不能同时充放能。
进一步地，所述步骤3中采用混合整数线性规划法对步骤2建立的模型进行优化求解，输出优化结果为各个设备的运行状态与出力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：一方面，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；另一方面，充分利用了工厂中的循环余热，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。本发明可适用于不同类型的工业园区综合能源系统中。
附图说明
图1为考虑能量梯级利用的工厂综合能源系统供能架构示意图；
图2为热能温度利用区间示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明提供的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，具体为：
在工厂中，热能品位越高，其利用方式越多。经过若干热利用后，余热品位降低，可利用数目下降，需要高品位热驱动的循环子系统无法利用中、低品位余热。传统的工厂综合能源系统架构未充分考虑热能品位区别与能量的梯度利用。考虑能量梯级利用的工厂综合能源系统供能架构如图1所示，包含冷、热、电和气4种能源形式，系统中负荷种类多样、功能设备丰富，其主要设备有微型燃气轮机、光伏电池、余热锅炉、吸收式制冷机、户用空调、燃气锅炉、电池储能、蓄冷装置、蒸汽负荷。该系统通过集中式电力母线和公共电网交换电力，采用“自发自用、余量上网”的运行机制，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，综合能源系统内部无燃气生产，与燃气公司之间只存在单向购买行为。园区内的工业用户可向CHP购买蒸汽，以满足蒸汽负荷需求。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；优化目标为全天的运行费用：
Min CATC＝COM+CES+CF+CH
1)运行维护成本：
式中：ξOM.i为设备i单位输出功率的运行维护费用；表示第i个设备在时段t的输出功率；T为单位时段长度；
2)购电成本：
式中：和分别为时段t的购电价格和购电功率；和分别为时段t的售电价格和售电功率；
3)燃料成本：
式中：和分别为时段t第i个燃气轮机和第i个燃气锅炉的燃气消耗速率；为气价；
4)购热成本：
式中，和分别为购热价格和购热功率；
约束条件：
1)电功率平衡约束
a)交流母线总负荷约束：
式中：为时段t的交流负荷；为第i个燃气轮机的产电功率；为交流电负荷；为交直流转化器的电功率；为第i个户用空调的耗电功率；为冰蓄冷空调系统的耗电功率；
b)交直流转换器效率约束：
式中：为时段t的直流母线总负荷；ηA/D为交流到直流的转换效率；ηD/A为直流到交流的转换效率；
c)直流母线总负荷约束：
式中：为光伏机组输出功率；和分别为电池储能的充电功率与放电功率；为时段t的直流负荷；
d)联络线约束与购售电状态约束：
式中：和分别为系统向电网购电和售电的功率上限；和分别为时段t处于购电和售电的0-1状态变量，取1表示购电，取1表示售电，系统不能同时购售电；
2)热功率平衡约束
a)高品位热平衡约束：
b)中品位热平衡约束：
c)低品位热平衡约束：
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；
3)冷功率平衡约束
式中：和分别为吸收式制冷机、户用空调和冰蓄冷空调的供冷功率，为系统冷负荷。
4)设备运行约束
式中：和分别表示设备i在时段t的输入输出功率；和分别表示设备i在时段t的输出功率上下限；和分别表示设备i在时段t的输入功率上下限；
5)储能设备约束
储能设备需要满足储能状态约束与充放能功率约束；为了保证调度的连续性，调度周期前后，储能设备的储能量应保持一致；
SL.i＝ST.i
式中：表示储能设备在时段t的储存量；和分别表示储能设备的最大和最小的储存容量；SL.i和ST.i分别表示储能设备的始状态和终状态；和分别表示储能设备的最大充电和放电功率；和分别表示储能设备在时段t处于充能和放能的0-1状态变量，取1表示充能，取1表示放能，保证设备不能同时充放能。
步骤3：采用混合整数线性规划法对步骤2建立的模型进行优化求解，输出优化结果为各个设备的运行状态与出力，通过调节系统中各设备的运行方式与工作状态，降低工业用户的运行费用。
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的优势在于：考虑了工厂内部存在的冷热电耦合，实现多能互补与能量梯级利用，提升工厂的能源利用率，减少了运行费用，引导用户选择最优的用能模式。同时，较传统优化策略更贴近工程实际。
上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一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：
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b)中品位热平衡约束：
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c)低品位热平衡约束：
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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。
2.根据权利要求1所述的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，所述步骤2中的优化目标为全天的运行费用：
Min CATC＝COM+CES+CF+CH
1)运行维护成本：
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>O</mi> <mi>M</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>t</mi> </munder> <msub> <mi>&amp;xi;</mi> <mrow> <mi>O</mi> <mi>M</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mi>T</mi> </mrow>
式中：ξOM.i为设备i单位输出功率的运行维护费用；表示第i个设备在时段t的输出功率；T为单位时段长度；
2)购电成本：
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>E</mi> <mi>S</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>t</mi> </munder> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>&amp;xi;</mi> <mrow> <mi>b</mi> <mi>u</mi> <mi>y</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>b</mi> <mi>u</mi> <mi>y</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>&amp;xi;</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>l</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>l</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mi>T</mi> </mrow>
式中：和分别为时段t的购电价格和购电功率；和分别为时段t的售电价格和售电功率；
3)燃料成本：
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mi>F</mi> </msub> <mo>=</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>t</mi> </munder> <mrow> <mo>(</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msubsup> <mi>F</mi> <mrow> <mi>G</mi> <mi>T</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <msubsup> <mi>&amp;xi;</mi> <mrow> <mi>g</mi> <mi>a</mi> <mi>s</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>F</mi> <mrow> <mi>G</mi> <mi>B</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <msubsup> <mi>&amp;xi;</mi> <mrow> <mi>g</mi> <mi>a</mi> <mi>s</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mi>T</mi> </mrow>
式中：和分别为时段t第i个燃气轮机和第i个燃气锅炉的燃气消耗速率；为气价；
4)购热成本：
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mi>H</mi> </msub> <mo>=</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>t</mi> </munder> <msubsup> <mi>&amp;xi;</mi> <mrow> <mi>b</mi> <mi>u</mi> <mi>y</mi> </mrow> <mi>h</mi> </msubsup> <msubsup> <mi>H</mi> <mrow> <mi>b</mi> <mi>u</mi> <mi>y</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mi>T</mi> </mrow>
式中，和分别为购热价格和购热功率；
约束条件：
1)电功率平衡约束
a)交流母线总负荷约束：
<mrow> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>b</mi> <mi>u</mi> <mi>y</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>l</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>+</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>G</mi> <mi>T</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>A</mi> <mi>C</mi> <mo>-</mo> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>a</mi> <mi>d</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>A</mi> <mi>C</mi> <mo>-</mo> <mi>D</mi> <mi>C</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>+</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>n</mi> <mi>d</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>+</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>c</mi> <mi>e</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> </mrow>
式中：为时段t的交流负荷；为第i个燃气轮机的产电功率；为交流电负荷；为交直流转化器的电功率；为第i个户用空调的耗电功率；为冰蓄冷空调系统的耗电功率；
b)交直流转换器效率约束：
<mrow> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>A</mi> <mi>C</mi> <mo>-</mo> <mi>D</mi> <mi>C</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>=</mo> <mfenced open = "{" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>&amp;eta;</mi> <mrow> <mi>A</mi> <mo>/</mo> <mi>D</mi> </mrow> </msub> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>C</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>i</mi> <mi>f</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>C</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>&gt;</mo> <mn>0</mn> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mn>0</mn> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>i</mi> <mi>f</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>C</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>=</mo> <mn>0</mn> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>&amp;eta;</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mo>/</mo> <mi>A</mi> </mrow> </msub> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>C</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <mi>i</mi> <mi>f</mi> </mrow> </mtd> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>C</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>&lt;</mo> <mn>0</mn> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
式中：为时段t的直流母线总负荷；ηA/D为交流到直流的转换效率；ηD/A为直流到交流的转换效率；
c)直流母线总负荷约束：
<mrow> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>C</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>+</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>P</mi> <mi>V</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>C</mi> <mo>-</mo> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>a</mi> <mi>c</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>+</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>E</mi> <mi>S</mi> <mo>.</mo> <mi>s</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>-</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>E</mi> <mi>S</mi> <mo>.</mo> <mi>r</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> </mrow>
式中：为光伏机组输出功率；和分别为电池储能的充电功率与放电功率；为时段t的直流负荷；
d)联络线约束与购售电状态约束：
<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>0</mn> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>b</mi> <mi>u</mi> <mi>y</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>b</mi> <mi>u</mi> <mi>y</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>b</mi> <mi>u</mi> <mi>y</mi> </mrow> <mi>max</mi> </msubsup> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>0</mn> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>l</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>l</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>l</mi> </mrow> <mi>max</mi> </msubsup> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>0</mn> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>b</mi> <mi>u</mi> <mi>y</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>e</mi> <mi>l</mi> <mi>l</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>&amp;le;</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
式中：和分别为系统向电网购电和售电的功率上限；和分别为时段t处于购电和售电的0-1状态变量，取1表示购电，取1表示售电；
2)冷功率平衡约束
<mrow> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msubsup> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>C</mi> <mi>H</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>+</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msubsup> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>c</mi> <mi>o</mi> <mi>n</mi> <mi>d</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>+</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>i</mi> </munder> <msubsup> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>c</mi> <mi>e</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>&amp;GreaterEqual;</mo> <msubsup> <mi>Q</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>a</mi> <mi>d</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> </mrow>
式中：和分别为吸收式制冷机、户用空调和冰蓄冷空调的供冷功率，为系统冷负荷。
3)设备运行约束
<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>w</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>min</mi> </msubsup> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>w</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>w</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>max</mi> </msubsup> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>w</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>min</mi> </msubsup> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>w</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>w</mi> <mrow> <mi>o</mi> <mi>u</mi> <mi>t</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>max</mi> </msubsup> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
式中：和分别表示设备i在时段t的输入输出功率；和分别表示设备i在时段t的输出功率上下限；和分别表示设备i在时段t的输入功率上下限；
4)储能设备约束
<mfenced open = "" close = ""> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>S</mi> <mi>i</mi> <mi>min</mi> </msubsup> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>S</mi> <mi>i</mi> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>S</mi> <mi>i</mi> <mi>max</mi> </msubsup> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>L</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>S</mi> <mrow> <mi>T</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>0</mn> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>w</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <msubsup> <mi>w</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>max</mi> </msubsup> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>0</mn> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>w</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <msubsup> <mi>w</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>max</mi> </msubsup> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mn>0</mn> <mo>&amp;le;</mo> <msubsup> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>&amp;gamma;</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mo>.</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>t</mi> </msubsup> <mo>&amp;le;</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced>
式中：表示储能设备在时段t的储存量；和分别表示储能设备的最大和最小的储存容量；SL.i和ST.i分别表示储能设备的始状态和终状态；和分别表示储能设备的最大充电和放电功率；和分别表示储能设备在时段t处于充能和放能的0-1状态变量，取1表示充能，取1表示放能，保证设备不能同时充放能。
3.根据权利要求1所述的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：所述步骤3中采用混合整数线性规划法对步骤2建立的模型进行优化求解，输出优化结果为各个设备的运行状态与出力。
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