CN109359839B - 一种综合能源系统中区域热网的节点热价计算方法 - Google Patents

一种综合能源系统中区域热网的节点热价计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明专利公开了一种综合能源系统中区域热网的节点热价计算方法，采用量调节的方式，建立综合能源系统中的区域热网模型，基于区域热网模型，建立综合能源系统最优调度策略的目标函数及相应约束条件，根据初始热网温度求解最优调度策略并得到管网的热媒流量，求解温度修正方程，迭代求解最优调度策略，得到最优调度策略的参数，基于潮流追踪法，求解节点热价方程，得到节点热价，本发明节点热价能体现区域热网在时间和空间上的差异性，进而使热网调度更加精细与灵活，为下一步综合能源系统的精细化供热提供理论依据。

Description

一种综合能源系统中区域热网的节点热价计算方法
所属领域
本发明属于综合能源系统应用技术领域，具体涉及一种综合能源系统中区域热网的节点热价计算方法。
背景技术
综合能源系统具有高效的能源利用效率及可再生能源消纳能力，因此得到人们越来越多的关注与研究。热电联产设备是综合能源系统中的核心组成部分，其不但能够发电，更能利用发电所消耗原料的余温进行制热，并通过区域热网传输到各个终端用户。一般情况下，区域热网采用质调节的方式，即通过调节供给侧的热媒温度来调节终端的热能需求，但热网中热媒流量的大小和流向是不变的。量调节却可以调节热网的热媒流量，因而量调节具有较大的运行灵活性，且更适用于含有多个热源的综合能源系统的区域热网调节中，如果能充分发挥量调节的功能和作用，将是对综合能源系统应用技术领域的一大推动和改革。
发明内容
本发明正是针对现有技术中的问题，提供了一种综合能源系统中区域热网的节点热价计算方法，采用量调节的方式，建立综合能源系统中的区域热网模型，基于区域热网模型，建立综合能源系统最优调度策略的目标函数及相应约束条件，根据初始热网温度求解最优调度策略并得到管网的热媒流量，求解温度修正方程，迭代求解最优调度策略，得到最优调度策略的参数，基于潮流追踪法，求解节点热价方程，得到节点热价，本发明节点热价能体现区域热网在时间和空间上的差异性，进而使热网调度更加精细与灵活，为下一步综合能源系统的精细化供热提供理论依据。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种综合能源系统中区域热网的节点热价计算方法，包括以下步骤：
S1，基于热网拓扑结构，建立区域热网模型；
S2，基于步骤S1中区域热网模型，建立综合能源系统最优调度策略的目标函数及相应约束条件，根据初始热网温度求解最优调度策略并得到管网的热媒流量；
S3，将步骤S2得到的热媒流量作为输入量，求解温度修正方程，得到新的热媒温度；
S4，迭代求解最优调度策略：
S41，设定相邻两次迭代的允许温差为迭代判据；
S42，求解新热媒温度与初始热网温度的温差；
S43，将步骤S42中温差与迭代判据做比较，若温差小于迭代依据，则迭代终止，否则将新热媒温度代替初始热网温度返回步骤S2，循环步骤S2至步骤S4；
S5，根据步骤S4获得的最优调度策略参数，基于潮流追踪法，求解节点热价方程，得到节点热价。
作为本发明的一种改进，所述步骤S1中区域热网模型进一步包括：热媒流量守恒约束、热媒流量约束、热功率约束及热源、换热站与区域热网交换热能约束，
所述热媒流量守恒约束方程为：
Figure BDA0001817848740000021
其中，mi，t表示第t时段第i条管段的热媒流量；
Figure BDA0001817848740000022
表示所有与节点j相连的管段的集合；Θin表示所有连接节点组成的集合；
所述热媒流量约束方程为：
Figure BDA0001817848740000031
其中，
Figure BDA0001817848740000032
和
Figure BDA0001817848740000033
分别表示第t时段，与管段参考方向相同和相反的热媒流量；
Figure BDA0001817848740000034
和
Figure BDA0001817848740000035
均是二进制变量，用来表征管段中热媒的流向；
所述热功率约束为：
Figure BDA0001817848740000036
其中，c是水的比热容；
Figure BDA0001817848740000037
和
Figure BDA0001817848740000038
分别是供水管段始端与末端的热功率；
Figure BDA0001817848740000039
是该管段传输中的热功率损失；
Figure BDA00018178487400000310
和
Figure BDA00018178487400000311
分别是供水管段始端与末端的热媒温度。
作为本发明的一种改进，所述步骤S2进一步包括：
S21，建立综合能源系统最优调度策略的目标函数：
Figure BDA00018178487400000312
其中，
Figure BDA00018178487400000313
是第i个热电联产子系统的日运行成本，Cgrid是与电网交换功率成本，ΩCHP是热电联产子系统的集合；
S22，建立热电联产子系统运行约束条件，所述约束条件包括热电功率平衡约束、与交换电功率费用约束、设备运行约束和储能运行约束。
作为本发明的又一种改进，所述步骤S21中的第i个热电联产子系统日运行成本,
Figure BDA00018178487400000314
为燃气轮机和燃气锅炉所消耗的燃料成本：
Figure BDA00018178487400000315
其中，Cgas是天然气的热值；
Figure BDA00018178487400000316
是第i个热电联产子系统中的燃气轮机在t时段的输出电功率；
Figure BDA00018178487400000317
是第i个热电联产子系统中的燃气锅炉在t时段的输出热功率；
Figure BDA00018178487400000318
和
Figure BDA00018178487400000319
分别是第i个热电联产子系统中燃气轮机和燃气锅炉的效率；Δt是时间间隔，N是日调度周期；
所述综合能源系统与电网的交换功率成本Cgrid为：
Figure BDA0001817848740000041
其中，
Figure BDA0001817848740000042
和
Figure BDA0001817848740000043
分别是综合能源系统在t时段从电网购电和卖电的价格，
Figure BDA0001817848740000044
和
Figure BDA0001817848740000045
分别是在t时段从电网购电和卖电的功率。
作为本发明的又一种改进，所述步骤S22中，所述热电功率平衡约束如下：
Figure BDA0001817848740000046
其中，
Figure BDA0001817848740000047
是第i个热电联产子系统中燃气轮机的热电比，
Figure BDA0001817848740000048
和
Figure BDA0001817848740000049
分别为第i个热电联产子系统中余热回收装置和换热器的效率，
Figure BDA00018178487400000410
和
Figure BDA00018178487400000411
分别为第i个热电联产子系统中燃气轮机和余热回收装置的热功率，
Figure BDA00018178487400000412
和
Figure BDA00018178487400000413
是第i个热电联产子系统中蓄电池的充放电功率，
Figure BDA00018178487400000414
和
Figure BDA00018178487400000415
分别是第i个热电联产子系统中的蓄热槽的充放热功率，
Figure BDA00018178487400000416
和
Figure BDA00018178487400000417
是第i个热电联产子系统在t时段产生的电功率和热功率，
Figure BDA00018178487400000418
是综合能源系统在t时段的总电负荷；
所述与交换电功率费用约束如下：
Figure BDA00018178487400000419
其中，
Figure BDA00018178487400000420
和
Figure BDA00018178487400000421
是二进制变量，分别表示综合能源系统在t时段买电和卖电状态；
Figure BDA00018178487400000422
是综合能源系统与电网可交换最大电功率；
所述设备运行约束为：
Figure BDA0001817848740000051
其中，
Figure BDA0001817848740000052
是二进制变量，等于1表示第i个热电联产子系统中燃气轮机处于运行状态。
Figure BDA0001817848740000053
和
Figure BDA0001817848740000054
分别是第i个热电联产子系统燃气轮机的输出电功率上限和下限，
Figure BDA0001817848740000055
和
Figure BDA0001817848740000056
分别表示第i个热电联产子系统中燃气锅炉、余热回收装置和换热器的输出热功率上限；
所述储能运行约束如下：
Figure BDA0001817848740000057
其中，x表示蓄电池/蓄热槽，
Figure BDA0001817848740000058
和
Figure BDA0001817848740000059
是二进制变量，分别表示第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段充放电和充放热的状态，
Figure BDA00018178487400000510
和
Figure BDA00018178487400000511
分别第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段充放电和充放热的上限值。
Figure BDA00018178487400000512
和
Figure BDA00018178487400000513
分别第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段充放电和充放热的效率，
Figure BDA00018178487400000514
是第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段能量损失率，
Figure BDA00018178487400000515
是第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段的储电/热水平，
Figure BDA00018178487400000516
和
Figure BDA00018178487400000517
分别表示第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段的容量下限和上限
作为本发明的另一种改进，所述步骤S3中温度修正方程进一步包括：
S31，温降方程：
Figure BDA00018178487400000518
其中，τamb表示管段周围环境温度，λi表示第i条管段的导热系数，li表示第i条管段的长度；
S32，同一节点流出的热媒具有相同的温度：
Figure BDA0001817848740000061
其中，
Figure BDA0001817848740000062
表示t时段内节点j处的热媒温度；
S33，对于任意连接节点j，该处的热功率平衡方程如下：
Figure BDA0001817848740000063
S34，对于热源，其节点的供水温度应等于设计好的供水温度：
Figure BDA0001817848740000064
其中，τs表示设计供水温度。
作为本发明的另一种改进，所述步骤S5中节点热价包括节点产热成本与节点传输成本之和。
作为本发明的更进一步改进，所述节点产热成本为：
Figure BDA0001817848740000065
Figure BDA0001817848740000066
其中，Qk，t是节点k的注入热功率，
Figure BDA0001817848740000067
是节点i所产生的热功率，只有热源节点才能产生热功率，其他节点产生热功率为零；Au是顺流追踪矩阵，其第i行第j列元素如下,其中，
Figure BDA0001817848740000068
是节点i的上游节点集合(即所有直接流入节点i的管段的始段节点集合)。
Figure BDA0001817848740000071
对于热源节点i，其单位产热成本如下：
Figure BDA0001817848740000072
其中，
Figure BDA0001817848740000073
和
Figure BDA0001817848740000074
分别是第i个热源在t时段内燃气轮机和燃气锅炉所产生的热功率；
Figure BDA0001817848740000075
和
Figure BDA0001817848740000076
分别是燃气轮机和燃气锅炉生成单位热功率所需要的产热成本；
Figure BDA0001817848740000077
和
Figure BDA0001817848740000078
分别是燃气轮机和燃气锅炉的制热效率；
所述节点热传输成本为：
Figure BDA0001817848740000079
Figure BDA00018178487400000710
其中，
Figure BDA00018178487400000711
表示节点k的热负荷对管段j的热媒功率传输的贡献，
Figure BDA00018178487400000712
是节点i的热负荷功率，对于换热站节点，其等于换热站与区域热网交换的热功率，对于连接节点，其值为零。Ad是逆流追踪矩阵，其第i行第j列元素如下：
Figure BDA00018178487400000713
其中，
Figure BDA00018178487400000714
是节点i的下游节点集合(即所有直接流出节点i的管段的末段节点集合)。
Figure BDA00018178487400000715
是管段j的单位热传输损耗成本，表示如下：
Figure BDA00018178487400000716
其中，β是权重因子，用来表示热传输损耗对单位热传输损耗成本的影响比率。
所述节点热价包括节点产热成本和节点传输成本两部分：
ck,t＝csk,t+ctk,t
与现有技术相比，本发明专利提出了本发明专利提出了一种基于综合能源系统中区域热网的节点热价计算方法，基于热网节点与管道建立区域热网模型，该模型包含流量约束方程及温度修正方程；然后建立综合能源系统的最优调度模型，其目标函数为系统运行费用，约束条件包括电功率、热功率平衡约束、设备出力约束、与电网电力交换约束以及热网约束等；其次，求解每个热源的单位发热成本；然后，采用潮流追踪法求解每个节点的节点热价，该节点热价包含节点发热成本和节点传输成本两部分。结果表明，本文所提节点热价能体现热网供热在时间和空间上的差异性，从而影响终端用户合理用能，进而使热网调度更加精细与灵活，并为以后综合能源市场精细化定价提供理论依据。
附图说明
图1是区域热网结构图。
图2是热电联产子系统结构图。
图3是综合能源系统结构图。
图4是迭代算法流程图。
具体实施方式
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
实施例1
一种综合能源系统中区域热网的节点热价计算方法，包括以下步骤：
S1，基于图1所示热网拓扑结构，建立区域热网模型，所述区域热网模型进一步包括：热媒流量守恒约束、热媒流量约束、热功率约束及热源、换热站与区域热网交换热能约束：
(1)对于任意连接节点j，流入同一节点的热媒流量之和为零。
Figure BDA0001817848740000091
式(1)中，mi，t表示第t时段，第i条管段的热媒流量，
Figure BDA0001817848740000092
表示所有与节点j相连的管段的集合，Θin表示所有连接节点组成的集合。
(2)热媒流量约束方程。
Figure BDA0001817848740000093
式(2)中，
Figure BDA0001817848740000094
和
Figure BDA0001817848740000095
分别表示第t时段，与管段参考方向相同和相反的热媒流量，
Figure BDA0001817848740000096
和
Figure BDA0001817848740000097
均是二进制变量，用来表征管段中热媒的流向。
(3)考虑到热量的损失，第t时段内第i条供水管段的热功率在管段始端与末端不同，具体表示如下：
Figure BDA0001817848740000098
式(3)中，c是水的比热容，
Figure BDA0001817848740000099
和
Figure BDA00018178487400000910
分别是供水管段始端与末端的热功率，
Figure BDA00018178487400000911
是该管段传输中的热功率损失，
Figure BDA00018178487400000912
和
Figure BDA00018178487400000913
分别是供水管段始端与末端的热媒温度。τr是回水管段温度。
(4)热源、换热站分别与区域热网交换热能约束方程如下：
Figure BDA00018178487400000914
Figure BDA00018178487400000915
式(4)和式(5)中，
Figure BDA00018178487400000916
和
Figure BDA00018178487400000917
表示t时段内区域热网与第i个热源和换热站的热交换功率，Θchp和Θsb分别表示热源和换热站的集合，
Figure BDA00018178487400000918
和
Figure BDA00018178487400000919
分别表示与热源和换热站相连的管段集合。
S2，基于步骤S1中区域热网模型，建立图2所示综合能源系统最优调度策略的目标函数及相应约束条件，根据初始热网温度求解最优调度策略并得到管网的热媒流量；
S21，建立综合能源系统最优调度策略的目标函数：
Figure BDA0001817848740000101
式(6)中，
Figure BDA0001817848740000102
是第i个热电联产子系统的日运行成本，Cgrid是与电网交换功率成本，ΩCHP是热电联产子系统的集合；
第i个热电联产子系统结构如图3所示，日运行成本为燃气轮机和燃气锅炉所消耗的燃料成本：
Figure BDA0001817848740000103
式(7)中，cgas是天然气的热值，
Figure BDA0001817848740000104
是第i个热电联产子系统中的燃气轮机在t时段的输出电功率，
Figure BDA0001817848740000105
是第i个热电联产子系统中的燃气锅炉在t时段的输出热功率，
Figure BDA0001817848740000106
和
Figure BDA0001817848740000107
分别是第i个热电联产子系统中燃气轮机和燃气锅炉的效率，Δt是时间间隔，N是日调度周期。
综合能源系统与电网的电能交互费用如下：
Figure BDA0001817848740000108
式(8)中，
Figure BDA0001817848740000109
和
Figure BDA00018178487400001010
分别是综合能源系统在t时段从电网购电和卖电的价格，
Figure BDA00018178487400001011
和
Figure BDA00018178487400001012
分别是在t时段从电网购电和卖电的功率。
S22，建立热电联产子系统运行约束条件，所述约束条件包括热电功率平衡约束、与交换电功率费用约束、设备运行约束和储能运行约束。
(1)第i个热电联产子系统中的热电功率平衡如下：
Figure BDA0001817848740000111
式(9)中，
Figure BDA0001817848740000114
是第i个热电联产子系统中燃气轮机的热电比，
Figure BDA0001817848740000115
和
Figure BDA0001817848740000116
分别为第i个热电联产子系统中余热回收装置和换热器的效率，
Figure BDA0001817848740000117
和
Figure BDA0001817848740000118
分别为第i个热电联产子系统中燃气轮机和余热回收装置的热功率，
Figure BDA0001817848740000119
和
Figure BDA00018178487400001110
是第i个热电联产子系统中蓄电池的充放电功率，
Figure BDA00018178487400001111
和
Figure BDA00018178487400001112
分别是第i个热电联产子系统中的蓄热槽的充放热功率，
Figure BDA00018178487400001113
和
Figure BDA00018178487400001114
是第i个热电联产子系统在t时段产生的电功率和热功率，
Figure BDA00018178487400001115
是综合能源系统在t时段的总电负荷。
(2)与交换电功率费用如下：
Figure BDA0001817848740000112
式(10)中，
Figure BDA00018178487400001116
和
Figure BDA00018178487400001117
是二进制变量，分别表示综合能源系统在t时段买电和卖电状态；
Figure BDA00018178487400001118
是综合能源系统与电网可交换最大电功率。
(3)第i个热电联产子系统中各个设备运行约束：
Figure BDA0001817848740000113
式(11)中，
Figure BDA00018178487400001119
是二进制变量，等于1表示第i个热电联产子系统中燃气轮机处于运行状态。
Figure BDA00018178487400001120
和
Figure BDA00018178487400001121
分别是第i个热电联产子系统燃气轮机的输出电功率上限和下限，
Figure BDA00018178487400001122
和
Figure BDA00018178487400001123
分别表示第i个热电联产子系统中燃气锅炉、余热回收装置和换热器的输出热功率上限。
(4)第i个热电联产子系统中储能运行约束如下：
Figure BDA0001817848740000121
式(12)中，x表示蓄电池/蓄热槽，
Figure BDA0001817848740000124
和
Figure BDA0001817848740000125
是二进制变量，分别表示第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段充放电和充放热的状态，
Figure BDA0001817848740000126
和
Figure BDA0001817848740000127
分别第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段充放电和充放热的上限值。
Figure BDA0001817848740000128
和
Figure BDA0001817848740000129
分别第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段充放电和充放热的效率，
Figure BDA00018178487400001210
是第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段能量损失率，
Figure BDA00018178487400001211
是第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段的储电/热水平，
Figure BDA00018178487400001212
和
Figure BDA00018178487400001213
分别表示第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段的容量下限和上限。
S3，将步骤S2得到的热媒流量作为输入量，求解温度修正方程，得到新的热媒温度，所述温度修正方程进一步包括：
S31，热媒在管段传递，其温度逐渐下降，该过程可由式(13)温降方程计算：
Figure BDA0001817848740000122
式(13)中，τamb表示管段周围环境温度，λi表示第i条管段的导热系数，li表示第i条管段的长度。
S32，同一节点流出的热媒具有相同的温度：
Figure BDA0001817848740000123
式(14)中，
Figure BDA00018178487400001214
表示t时段内节点j处的热媒温度。
S33，对于任意连接节点j，该处的热功率平衡方程如下：
Figure BDA0001817848740000131
S34，对于热源，其节点的供水温度应等于设计好的供水温度。
Figure BDA0001817848740000132
式(16)中，τs表示设计供水温度。
S4，迭代求解最优调度策略，如图4所示，迭代求解最优调度策略如下：
S41，设定相邻两次迭代的允许温差为迭代判据δT；
S42，求解新热媒温度与初始热网温度的温差；
S43，将步骤S42中温差与迭代判据δT做比较，若温差小于迭代依据δT，则迭代终止，否则将新热媒温度代替初始热网温度返回步骤S2，循环步骤S2至步骤S4；
S5，根据步骤S4获得的最优调度策略参数，基于潮流追踪法，求解节点热价方程，得到节点热价，所述节点热价包括节点产热成本和节点传输成本两部分，其中，区域热网中的节点产热成本：
根据比例共享原则，区域热网节点k的产热成本如下：
Figure BDA0001817848740000133
Figure BDA0001817848740000134
其中，Qk，t是节点k的注入热功率，
Figure BDA0001817848740000135
是节点i所产生的热功率，从式(18)可知，只有热源节点才能产生热功率，其他节点产生热功率为零；Au是顺流追踪矩阵，其第i行第j列元素如下：
Figure BDA0001817848740000141
对于热源节点i，其单位产热成本如下：
Figure BDA0001817848740000142
式(20)中，
Figure BDA0001817848740000148
和
Figure BDA0001817848740000149
分别是第i个热源在t时段内燃气轮机和燃气锅炉所产生的热功率；
Figure BDA00018178487400001410
和
Figure BDA00018178487400001411
分别是燃气轮机和燃气锅炉生成单位热功率所需要的产热成本；
Figure BDA00018178487400001412
和
Figure BDA00018178487400001413
分别是燃气轮机和燃气锅炉的制热效率；
所述区域热网节点k的热传输成本如下：
Figure BDA0001817848740000143
Figure BDA0001817848740000144
式(22)中，
Figure BDA0001817848740000145
表示节点k的热负荷对管段j的热媒功率传输的贡献，
Figure BDA00018178487400001414
是节点i的热负荷功率，对于换热站节点，其等于换热站与区域热网交换的热功率，对于连接节点，其值为零。Ad是逆流追踪矩阵，其第i行第j列元素如下：
Figure BDA0001817848740000146
式(23)中，
Figure BDA00018178487400001416
是节点i的下游节点集合(即所有直接流出节点i的管段的末段节点集合)。
Figure BDA00018178487400001415
是管段j的单位热传输损耗成本，表示如下：
Figure BDA0001817848740000147
式(24)中，是权重因子，用来表示热传输损耗对单位热传输损耗成本的影响比率。
区域热网节点k的节点热价包括节点产热成本和节点传输成本两部分：
ck，t＝csk，t+ctk，t 式(25)
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种综合能源系统中区域热网的节点热价计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，基于热网拓扑结构，建立区域热网模型；
S2，基于步骤S1中区域热网模型，建立综合能源系统最优调度策略的目标函数及相应约束条件，根据初始热网温度求解最优调度策略并得到管网的热媒流量；
S21，建立综合能源系统最优调度策略的目标函数：
Figure FDA0002938605180000011
其中，
Figure FDA0002938605180000012
是第i个热电联产子系统的日运行成本，Cgrid是与电网交换功率成本，ΩCHP是热电联产子系统的集合；
S22，建立热电联产子系统运行约束条件，所述约束条件包括热电功率平衡约束、与交换电功率费用约束、设备运行约束和储能运行约束；
S3，将步骤S2得到的热媒流量作为输入量，求解温度修正方程，得到新的热媒温度；
S4，迭代求解最优调度策略：
S41，设定相邻两次迭代的允许温差为迭代判据；
S42，求解新热媒温度与初始热网温度的温差；
S43，将步骤S42中温差与迭代判据做比较，若温差小于迭代依据，则迭代终止，否则将新热媒温度代替初始热网温度返回步骤S2，循环步骤S2至步骤S4；
S5，根据步骤S4获得的最优调度策略参数，基于潮流追踪法，求解节点热价方程，得到节点热价,所述节点热价包括节点产热成本与节点传输成本之和；
所述节点产热成本为：
Figure FDA0002938605180000013
Figure FDA0002938605180000021
其中，Qk，t是节点k的注入热功率，
Figure FDA0002938605180000022
是节点i所产生的热功率，只有热源节点才能产生热功率，其他节点产生热功率为零；Au是顺流追踪矩阵，其第i行第j列元素如下,其中，
Figure FDA0002938605180000023
是节点i的上游节点集合；
Figure FDA0002938605180000024
对于热源节点i，其单位产热成本如下：
Figure FDA0002938605180000025
其中，
Figure FDA0002938605180000026
和
Figure FDA0002938605180000027
分别是第i个热源在t时段内燃气轮机和燃气锅炉所产生的热功率；
Figure FDA0002938605180000028
和
Figure FDA0002938605180000029
分别是燃气轮机和燃气锅炉生成单位热功率所需要的产热成本；
Figure FDA00029386051800000210
和
Figure FDA00029386051800000211
分别是燃气轮机和燃气锅炉的制热效率；
所述节点热传输成本为：
Figure FDA00029386051800000212
Figure FDA00029386051800000213
其中，
Figure FDA00029386051800000214
表示节点k的热负荷对管段j的热媒功率传输的贡献，
Figure FDA00029386051800000215
是节点i的热负荷功率，对于换热站节点，其等于换热站与区域热网交换的热功率，对于连接节点，其值为零；Ad是逆流追踪矩阵，其第i行第j列元素如下：
Figure FDA0002938605180000031
其中，
Figure FDA0002938605180000032
是节点i的下游节点集合,
Figure FDA0002938605180000033
是管段j的单位热传输损耗成本，表示如下：
Figure FDA0002938605180000034
其中，β是权重因子，用来表示热传输损耗对单位热传输损耗成本的影响比率；
所述节点热价包括节点产热成本和节点传输成本两部分：
ck,t＝csk,t+ctk,t。
2.如权利要求1所述的一种综合能源系统中区域热网的节点热价计算方法，其特征在于所述步骤S1中区域热网模型进一步包括：热媒流量守恒约束、热媒流量约束、热功率约束及热源、换热站与区域热网交换热能约束，
所述热媒流量守恒约束方程为：
Figure FDA0002938605180000035
其中，mi，t表示第t时段第i条管段的热媒流量；
Figure FDA0002938605180000036
表示所有与节点j相连的管段的集合；Θin表示所有连接节点组成的集合；
所述热媒流量约束方程为：
Figure FDA0002938605180000037
其中，
Figure FDA0002938605180000038
和
Figure FDA0002938605180000039
分别表示第t时段，与管段参考方向相同和相反的热媒流量；
Figure FDA00029386051800000310
和
Figure FDA00029386051800000311
均是二进制变量，用来表征管段中热媒的流向；
所述热功率约束为：
Figure FDA00029386051800000312
其中，c是水的比热容；
Figure FDA0002938605180000041
和
Figure FDA0002938605180000042
分别是供水管段始端与末端的热功率；
Figure FDA0002938605180000043
是该管段传输中的热功率损失；
Figure FDA0002938605180000044
和
Figure FDA0002938605180000045
分别是供水管段始端与末端的热媒温度；τr是回水管段温度；
所述热源、换热站分别与区域热网交换热能约束方程如下：
Figure FDA0002938605180000046
Figure FDA0002938605180000047
其中，
Figure FDA0002938605180000048
和
Figure FDA0002938605180000049
表示t时段内区域热网与第i个热源和换热站的热交换功率；Θchp和Θsb分别表示热源和换热站的集合；
Figure FDA00029386051800000410
和
Figure FDA00029386051800000411
分别表示与热源和换热站相连的管段集合。
3.如权利要求2所述的一种综合能源系统中区域热网的节点热价计算方法，其特征在于所述步骤S21中的第i个热电联产子系统日运行成本，
Figure FDA00029386051800000412
为燃气轮机和燃气锅炉所消耗的燃料成本：
Figure FDA00029386051800000413
其中，cgas是天然气的热值；
Figure FDA00029386051800000414
是第i个热电联产子系统中的燃气轮机在t时段的输出电功率；
Figure FDA00029386051800000415
是第i个热电联产子系统中的燃气锅炉在t时段的输出热功率；
Figure FDA00029386051800000416
和
Figure FDA00029386051800000417
分别是第i个热电联产子系统中燃气轮机和燃气锅炉的效率；Δt是时间间隔，N是日调度周期；
所述综合能源系统与电网的交换功率成本Cgrid为：
Figure FDA00029386051800000418
其中，
Figure FDA00029386051800000419
和
Figure FDA00029386051800000420
分别是综合能源系统在t时段从电网购电和卖电的价格，
Figure FDA00029386051800000421
和
Figure FDA00029386051800000422
分别是在t时段从电网购电和卖电的功率。
4.如权利要求3所述的一种综合能源系统中区域热网的节点热价计算方法，其特征在于所述步骤S22中，所述热电功率平衡约束如下：
Figure FDA0002938605180000051
其中，
Figure FDA0002938605180000052
是第i个热电联产子系统中燃气轮机的热电比，
Figure FDA0002938605180000053
和
Figure FDA0002938605180000054
分别为第i个热电联产子系统中余热回收装置和换热器的效率，
Figure FDA0002938605180000055
和
Figure FDA0002938605180000056
分别为第i个热电联产子系统中燃气轮机和余热回收装置的热功率，
Figure FDA0002938605180000057
和
Figure FDA0002938605180000058
是第i个热电联产子系统中蓄电池的充放电功率，
Figure FDA0002938605180000059
和
Figure FDA00029386051800000510
分别是第i个热电联产子系统中的蓄热槽的充放热功率，
Figure FDA00029386051800000511
和
Figure FDA00029386051800000512
是第i个热电联产子系统在t时段产生的电功率和热功率，
Figure FDA00029386051800000513
是综合能源系统在t时段的总电负荷；
所述与交换电功率费用约束如下：
Figure FDA00029386051800000514
其中，
Figure FDA00029386051800000515
和
Figure FDA00029386051800000516
是二进制变量，分别表示综合能源系统在t时段买电和卖电状态；
Figure FDA00029386051800000517
是综合能源系统与电网可交换最大电功率；
所述设备运行约束为：
Figure FDA00029386051800000518
其中，
Figure FDA00029386051800000519
是二进制变量，等于1表示第i个热电联产子系统中燃气轮机处于运行状态；
Figure FDA00029386051800000520
和
Figure FDA00029386051800000521
分别是第i个热电联产子系统燃气轮机的输出电功率上限和下限，
Figure FDA00029386051800000522
和
Figure FDA00029386051800000523
分别表示第i个热电联产子系统中燃气锅炉、余热回收装置和换热器的输出热功率上限；
所述储能运行约束如下：
Figure FDA0002938605180000061
其中，x表示蓄电池/蓄热槽，
Figure FDA0002938605180000062
和
Figure FDA0002938605180000063
是二进制变量，分别表示第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段充放电和充放热的状态，
Figure FDA0002938605180000064
和
Figure FDA0002938605180000065
分别第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段充放电和充放热的上限值；
Figure FDA0002938605180000066
和
Figure FDA0002938605180000067
分别第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段充放电和充放热的效率，
Figure FDA0002938605180000068
是第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段能量损失率，
Figure FDA0002938605180000069
是第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段的储电/热水平，
Figure FDA00029386051800000610
和
Figure FDA00029386051800000611
分别表示第i个热电联产子系统中蓄电池/蓄热槽在t时段的容量下限和上限。
5.如权利要求1所述的一种综合能源系统中区域热网的节点热价计算方法，其特征在于所述步骤S3中温度修正方程进一步包括：
S31，温降方程：
Figure FDA00029386051800000612
其中，τamb表示管段周围环境温度，λi表示第i条管段的导热系数，li表示第i条管段的长度；
S32，同一节点流出的热媒具有相同的温度：
Figure FDA00029386051800000613
其中，
Figure FDA00029386051800000614
表示t时段内节点j处的热媒温度；
S33，对于任意连接节点j，该处的热功率平衡方程如下：
Figure FDA00029386051800000615
S34，对于热源，其节点的供水温度应等于设计好的供水温度：
Figure FDA0002938605180000071
其中，τs表示设计供水温度。
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