CN110276489B - 基于㶲损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法及系统 - Google Patents
基于㶲损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110276489B CN110276489B CN201910540016.4A CN201910540016A CN110276489B CN 110276489 B CN110276489 B CN 110276489B CN 201910540016 A CN201910540016 A CN 201910540016A CN 110276489 B CN110276489 B CN 110276489B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- representing
- value
- energy hub
- electric quantity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000005457 optimization Methods 0.000 title description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 74
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 43
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 37
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 27
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 18
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims description 6
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0631—Resource planning, allocation, distributing or scheduling for enterprises or organisations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/067—Enterprise or organisation modelling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Economics (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Marketing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
技术领域
背景技术
随着全球能源紧缺现象的日益突出,合理优化调度,减小能耗,提高能源利用率已成为社会发展的必然需求。同一配网下,同时存在若干个能量枢纽(Energy Hub,EH),每个EH由热电联产(Combined Heat and Power,CHP)机组等能量供应和用户等能量消耗组成,涉及天然气、电以及热等多种不同形式的能量流。
目前,不同EH由不同主体运营,各EH间CHP机组、光伏机组等装机不同,且负荷电热需求也不同。由于优化调度不合理导致能源利用率较低,如何合理优化调度,提高能量利用率是亟待解决的问题。
发明内容
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
获取能量数据参数;所述能量数据参数包括各个能量枢纽中机组的发电功率和供热功率,各个能量枢纽与电网交易电量,以及各个能量枢纽的期望交换电量和期望交换热量;
根据所述期望交换电量计算电量残差值,并根据所述期望交换热量计算热量残差值;所述电量残差值反应电量交换需求量是否达到平衡,所述热量残差值反应热量交换需求量是否达到平衡;
判断所述电量残差值是否小于电量收敛误差值,且所述热量残差值是否小于热量收敛误差值;若所述电量残差值小于电量收敛误差值并且所述热量残差值小于热量收敛误差值,输出所述能量数据参数;否则,根据所述能量数据参数建立优化调度模型;所述优化调度模型包括损目标函数和约束条件;
根据所述优化调度模型更新所述能量数据参数;
将更新所述能量数据参数的次数加1;
判断所述次数是否大于预设值;若所述次数大于预设值,输出更新后的能量数据参数;若所述次数小于或等于预设值,返回步骤“根据所述期望交换电量计算电量残差值,并根据所述期望交换热量计算热量残差值”。
可选的,所述根据所述期望交换电量计算电量残差值,并根据所述期望交换热量计算热量残差值,具体包括:
根据如下公式计算所述电量残差值:
根据如下公式计算所述热量残差值:
可选的,所述根据所述能量数据参数建立优化调度模型,具体包括:
minli(x)=[efueli+Efueli(max(Pgrid,i,0))]-[EPi+EQi+max(Expi,0)+max(Exhi,0)]+min(Pgrid,i,0)+γe(xpi)+γt(xhi)
所述约束条件,具体包括:
Pchpi+Ppvi-a1·xpi+Pgrid,i=Pi+xpi
Hchpi-a2xhi=Qi+xhi
式中,minli(x)表示第i个能量枢纽的损目标函数的最小值,x=[Pchpi,Hchpi,Pgrid,i],i=[1,2,,,N],N表示所述能量枢纽的总个数,Pchpi表示第i个能量枢纽中机组的发电功率,Hchpi表示第i个能量枢纽中机组的供热功率,Pgrid,i表示第i个能量枢纽与电网的交易电量,efueli表示第i个能量枢纽中机组消耗的天然气的值,Efueli表示第i个能量枢纽中固体燃料煤的值,EPi表示第i个能量枢纽中供给负荷电需求的电量EQi表示第i个能量枢纽中供给负荷热需求的热量Expi表示第i个能量枢纽中交易电量的值,Exhi表示第i个能量枢纽中交易热量的值,γe(xpi)表示在第i个能量枢纽进行交易电量时产生的电量损失导致的电量损值,γt(xhi)表示在第i个能量枢纽进行交易热量时产生的热量损失导致的热量损值,Ppvi表示第i个能量枢纽光伏出力数据,a1为电量损失系数,a2为电量损失系数,xpi表示第i个能量枢纽的期望交换电量,xhi表示第i个能量枢纽的期望交换热量,Pi表示第i个能量枢纽的用户电负荷,Qi表示第i个能量枢纽的室内热量,ηchpi表示第i个能量枢纽的机组发电效率,ηL表示散热损失率,δheat表示供热系数。
efueli=0.950Lh·Fchpi
式中,Lh表示天然气高位发热量,Fchpi表示消耗天然气与产出之间函数值,LHVNG表示天然气低热值,Δt表示时间段长度;
Efueli=Ll·θgi·Pgrid,i
式中,Ll表示煤的低位发热量,θgi表示第i个能量枢纽中电网电力标准煤折合系数;
EPi=Pi
式中,Pi表示第i个能量枢纽的用户电负荷;
Expi=xpi;
可选的,所述根据所述优化调度模型更新所述能量数据参数,具体包括:
根据如下公式更新所述能量数据参数:
式中,Pchpi'表示更新后的第i个能量枢纽中机组的发电功率,Hchpi'表示更新后的第i个能量枢纽中机组的供热功率,Pgrid,i'表示更新后的第i个能量枢纽与电网的交易电量,N表示所述能量枢纽的总个数,ρ表示惩罚系数,minli(x)表示第i个能量枢纽的损目标函数的最小值,xpi表示第i个能量枢纽的期望交换电量,xhi表示第i个能量枢纽的期望交换热量,表示第k次迭代时第i个能量枢纽的交换电量,表示第k次迭代时第i个能量枢纽的交换热量,表示第k次迭代时平均期望交换电量, 表示第k次迭代时平均期望交换热量, 表示第k次迭代时电量拉格朗日乘子, 表示第k次迭代时热量拉格朗日乘子,
能量数据参数获取模块,用于获取能量数据参数;所述能量数据参数包括各个能量枢纽中机组的发电功率和供热功率,各个能量枢纽与电网交易电量,以及各个能量枢纽的期望交换电量和期望交换热量;
残差计算模块,用于根据所述期望交换电量计算电量残差值,并根据所述期望交换热量计算热量残差值;所述电量残差值反应电量交换需求量是否达到平衡,所述热量残差值反应热量交换需求量是否达到平衡;
第一判断模块,用于判断所述电量残差值是否小于电量收敛误差值,且所述热量残差值是否小于热量收敛误差值;若所述电量残差值小于电量收敛误差值并且所述热量残差值小于热量收敛误差值,则将指令发送至能量数据参数输出模块;否则,将指令发送至优化调度模型建立模块;
能量数据参数更新模块,用于根据所述优化调度模型更新所述能量数据参数;
次数更新模块,用于将更新所述能量数据参数的次数加1;
第二判断模块,用于判断所述次数是否大于预设值;若所述次数大于预设值,将指令发送至所述能量数据参数输出模块;若所述次数小于或等于预设值,则将指令发送至所述残差计算模块;
所述能量数据参数输出模块,用于输出所述能量数据参数。
可选的,所述残差计算模块,具体包括:
电量残差值计算单元,用于根据如下公式计算所述电量残差值:
热量残差值计算单元,用于根据如下公式计算所述热量残差值:
可选的,所述优化调度模型建立模块,具体包括:
minli(x)=[efueli+Efueli(max(Pgrid,i,0))]-[EPi+EQi+max(Expi,0)+max(Exhi,0)]+min(Pgrid,i,0)+γe(xpi)+γt(xhi)
约束条件生成单元,用于生成约束条件,所述约束条件,具体包括:
Pchpi+Ppvi-a1·xpi+Pgrid,i=Pi+xpi
Hchpi-a2xhi=Qi+xhi
式中,minli(x)表示第i个能量枢纽的损目标函数的最小值,x=[Pchpi,Hchpi,Pgrid,i],i=[1,2,,,N],N表示所述能量枢纽的总个数,Pchpi表示第i个能量枢纽中机组的发电功率,Hchpi表示第i个能量枢纽中机组的供热功率,Pgrid,i表示第i个能量枢纽与电网的交易电量,efueli表示第i个能量枢纽中机组消耗的天然气的值,Efueli表示第i个能量枢纽中固体燃料煤的值,EPi表示第i个能量枢纽中供给负荷电需求的电量EQi表示第i个能量枢纽中供给负荷热需求的热量Expi表示第i个能量枢纽中交易电量的值,Exhi表示第i个能量枢纽中交易热量的值,γe(xpi)表示在第i个能量枢纽进行交易电量时产生的电量损失导致的电量损值,γt(xhi)表示在第i个能量枢纽进行交易热量时产生的热量损失导致的热量损值,Ppvi表示第i个能量枢纽光伏出力数据,a1为电量损失系数,a2为电量损失系数,xpi表示第i个能量枢纽的期望交换电量,xhi表示第i个能量枢纽的期望交换热量,Pi表示第i个能量枢纽的用户电负荷,Qi表示第i个能量枢纽的室内热量,ηchpi表示第i个能量枢纽的机组发电效率,ηL表示散热损失率,δheat表示供热系数。
可选的,所述优化调度模型建立模块,还包括:
efueli=0.950Lh·Fchpi
式中,Lh表示天然气高位发热量,Fchpi表示消耗天然气与产出之间函数值,LHVNG表示天然气低热值,Δt表示时间段长度;
Efueli=Ll·θgi·Pgrid,i
式中,Ll表示煤的低位发热量,θgi表示第i个能量枢纽中电网电力标准煤折合系数;
EPi=Pi
式中,Pi表示第i个能量枢纽的用户电负荷;
Expi=xpi;
可选的,所述能量数据参数更新模块,具体包括:
能量数据参数更新单元,用于根据如下公式更新所述能量数据参数:
式中,Pchpi'表示更新后的第i个能量枢纽中机组的发电功率,Hchpi'表示更新后的第i个能量枢纽中机组的供热功率,Pgrid,i'表示更新后的第i个能量枢纽与电网的交易电量,N表示所述能量枢纽的总个数,ρ表示惩罚系数,minli(x)表示第i个能量枢纽的损目标函数的最小值,xpi表示第i个能量枢纽的期望交换电量,xhi表示第i个能量枢纽的期望交换热量,表示第k次迭代时第i个能量枢纽的交换电量,表示第k次迭代时第i个能量枢纽的交换热量,表示第k次迭代时平均期望交换电量, 表示第k次迭代时平均期望交换热量, 表示第k次迭代时电量拉格朗日乘子, 表示第k次迭代时热量拉格朗日乘子,
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
随着世界范围内能源需求与供应矛盾的日益突出,节约能源成为社会发展的要求。减小能耗,提高能源利用率是节能的主要途径。是基于热力学第二基本定律建立的热力学参数,其定义为在确定的环境条件下系统经可逆过程达到与环境相平衡的状态,能够对相关外界所做的功。通过分析,可以对用能设备或系统的整体耗能情况作出评价,辨识能量转换、传递和使用过程中的合理性,通过合理的调度实现减小能耗与提高能源利用率的目的。
同一配网下,同时存在若干个能量枢纽(Energy Hub,EH),各EH间CHP机组、光伏机组等装机不同,且负荷电热需求也不同,根据这一情况,本发明提出多EH间可以进行电量以及热量的交易,将热力学概念引入多EH优化调度中,根据公式计算天然气的燃料以及负荷等消耗的电、热等,将多种形式的能量流采用统一的量纲进行衡量,以损最低为目标,更直观的体现能量损失,通过合理化优化调度,使CHP机组采用更加灵活的运行方式,促进光伏就地消纳。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例
步骤101:获取能量数据参数;能量数据参数包括各个能量枢纽中机组的发电功率和供热功率,各个能量枢纽与电网交易电量,以及各个能量枢纽的期望交换电量和期望交换热量。
步骤102:根据期望交换电量计算电量残差值,并根据期望交换热量计算热量残差值;电量残差值反应电量交换需求量是否达到平衡,热量残差值反应热量交换需求量是否达到平衡。
根据如下公式计算电量残差值:
根据如下公式计算热量残差值:
步骤103:判断电量残差值是否小于电量收敛误差值,且热量残差值是否小于热量收敛误差值;若电量残差值小于电量收敛误差值并且热量残差值小于热量收敛误差值,执行步骤108;否则,执行步骤104。
minli(x)=[efueli+Efueli(max(Pgrid,i,0))]-[EPi+EQi+max(Expi,0)+max(Exhi,0)]+min(Pgrid,i,0)+γe(xpi)+γt(xhi)
约束条件,具体包括:
Pchpi+Ppvi-a1·xpi+Pgrid,i=Pi+xpi
Hchpi-a2xhi=Qi+xhi
式中,minli(x)表示第i个能量枢纽的损目标函数的最小值,x=[Pchpi,Hchpi,Pgrid,i],i=[1,2,,,N],N表示能量枢纽的总个数,Pchpi表示第i个能量枢纽中机组的发电功率,Hchpi表示第i个能量枢纽中机组的供热功率,Pgrid,i表示第i个能量枢纽与电网的交易电量,efueli表示第i个能量枢纽中机组消耗的天然气的值,Efueli表示第i个能量枢纽中固体燃料煤的值,EPi表示第i个能量枢纽中供给负荷电需求的电量EQi表示第i个能量枢纽中供给负荷热需求的热量Expi表示第i个能量枢纽中交易电量的值,Exhi表示第i个能量枢纽中交易热量的值,γe(xpi)表示在第i个能量枢纽进行交易电量时产生的电量损失导致的电量损值,γt(xhi)表示在第i个能量枢纽进行交易热量时产生的热量损失导致的热量损值,Ppvi表示第i个能量枢纽光伏出力数据,a1为电量损失系数,a2为电量损失系数,xpi表示第i个能量枢纽的期望交换电量,xhi表示第i个能量枢纽的期望交换热量,Pi表示第i个能量枢纽的用户电负荷,Qi表示第i个能量枢纽的室内热量,ηchpi表示第i个能量枢纽的机组发电效率,ηL表示散热损失率,δheat表示供热系数。
efueli=0.950Lh·Fchpi
式中,Lh表示天然气高位发热量,Fchpi表示消耗天然气与产出之间函数值,LHVNG表示天然气低热值,Δt表示时间段长度;
Efueli=Ll·θgi·Pgrid,i
式中,Ll表示煤的低位发热量,θgi表示第i个能量枢纽中电网电力标准煤折合系数;
EPi=Pi
式中,Pi表示第i个能量枢纽在t时刻的用户电负荷;
Expi=xpi;
步骤105:根据优化调度模型更新能量数据参数。
根据如下公式更新能量数据参数:
式中,Pchpi'表示更新后的第i个能量枢纽中机组的发电功率,Hchpi'表示更新后的第i个能量枢纽中机组的供热功率,Pgrid,i'表示更新后的第i个能量枢纽与电网的交易电量,N表示能量枢纽的总个数,ρ表示惩罚系数,minli(x)表示第i个能量枢纽的损目标函数的最小值,xpi表示第i个能量枢纽的期望交换电量,xhi表示第i个能量枢纽的期望交换热量,表示第k次迭代时第i个能量枢纽的交换电量,表示第k次迭代时第i个能量枢纽的交换热量,表示第k次迭代时平均期望交换电量, 表示第k次迭代时平均期望交换热量, 表示第k次迭代时电量拉格朗日乘子, 表示第k次迭代时热量拉格朗日乘子,
步骤106:将更新能量数据参数的次数加1。
步骤107:判断次数是否大于预设值;若次数大于预设值,执行步骤108;若次数小于或等于预设值,返回步骤102。
步骤108:输出能量数据参数。
能量数据参数获取模块201,用于获取能量数据参数;能量数据参数包括各个能量枢纽中机组的发电功率和供热功率,各个能量枢纽与电网交易电量,以及各个能量枢纽的期望交换电量和期望交换热量。
残差计算模块202,用于根据期望交换电量计算电量残差值,并根据期望交换热量计算热量残差值;电量残差值反应电量交换需求量是否达到平衡,热量残差值反应热量交换需求量是否达到平衡。
残差计算模块202,具体包括:
电量残差值计算单元,用于根据如下公式计算电量残差值:
热量残差值计算单元,用于根据如下公式计算热量残差值:
第一判断模块203,用于判断电量残差值是否小于电量收敛误差值,且热量残差值是否小于热量收敛误差值;若电量残差值小于电量收敛误差值并且热量残差值小于热量收敛误差值,则将指令发送至能量数据参数输出模块208;否则,将指令发送至优化调度模型建立模块204。
优化调度模型建立模块204,具体包括:
minli(x)=[efueli+Efueli(max(Pgrid,i,0))]-[EPi+EQi+max(Expi,0)+max(Exhi,0)]+min(Pgrid,i,0)+γe(xpi)+γt(xhi)
约束条件生成单元,用于生成约束条件,约束条件,具体包括:
Pchpi+Ppvi-a1·xpi+Pgrid,i=Pi+xpi
Hchpi-a2xhi=Qi+xhi
式中,minli(x)表示第i个能量枢纽的损目标函数的最小值,x=[Pchpi,Hchpi,Pgrid,i],i=[1,2,,,N],N表示能量枢纽的总个数,Pchpi表示第i个能量枢纽中机组的发电功率,Hchpi表示第i个能量枢纽中机组的供热功率,Pgrid,i表示第i个能量枢纽与电网的交易电量,efueli表示第i个能量枢纽中机组消耗的天然气的值,Efueli表示第i个能量枢纽中固体燃料煤的值,EPi表示第i个能量枢纽中供给负荷电需求的电量EQi表示第i个能量枢纽中供给负荷热需求的热量,Expi表示第i个能量枢纽中交易电量的值,Exhi表示第i个能量枢纽中交易热量的值,γe(xpi)表示在第i个能量枢纽进行交易电量时产生的电量损失导致的电量损值,γt(xhi)表示在第i个能量枢纽进行交易热量时产生的热量损失导致的热量损值,Ppvi表示第i个能量枢纽光伏出力数据,a1为电量损失系数,a2为电量损失系数,xpi表示第i个能量枢纽的期望交换电量,xhi表示第i个能量枢纽的期望交换热量,Pi表示第i个能量枢纽的用户电负荷,Qi表示第i个能量枢纽的室内热量,ηchpi表示第i个能量枢纽的机组发电效率,ηL表示散热损失率,δheat表示供热系数。
优化调度模型建立模块204,还包括:
efueli=0.950Lh·Fchpi
式中,Lh表示天然气高位发热量,Fchpi表示消耗天然气与产出之间函数值,LHVNG表示天然气低热值,Δt表示时间段长度;
Efueli=Ll·θgi·Pgrid,i
式中,Ll表示煤的低位发热量,θgi表示第i个能量枢纽中电网电力标准煤折合系数;
EPi=Pi
式中,Pi表示第i个能量枢纽在t时刻的用户电负荷;
Expi=xpi;
能量数据参数更新模块205,用于根据优化调度模型更新能量数据参数。
能量数据参数更新模块205,具体包括:
能量数据参数更新单元,用于根据如下公式更新能量数据参数:
式中,Pchpi'表示更新后的第i个能量枢纽中机组的发电功率,Hchpi'表示更新后的第i个能量枢纽中机组的供热功率,Pgrid,i'表示更新后的第i个能量枢纽与电网的交易电量,N表示能量枢纽的总个数,ρ表示惩罚系数,minli(x)表示第i个能量枢纽的损目标函数的最小值,xpi表示第i个能量枢纽的期望交换电量,xhi表示第i个能量枢纽的期望交换热量,表示第k次迭代时第i个能量枢纽的交换电量,表示第k次迭代时第i个能量枢纽的交换热量,表示第k次迭代时平均期望交换电量, 表示第k次迭代时平均期望交换热量, 表示第k次迭代时电量拉格朗日乘子, 表示第k次迭代时热量拉格朗日乘子,
次数更新模块206,用于将更新能量数据参数的次数加1。
第二判断模块207,用于判断次数是否大于预设值;若次数大于预设值,将指令发送至能量数据参数输出模块208;若次数小于或等于预设值,则将指令发送至残差计算模块202。
能量数据参数输出模块208,用于输出能量数据参数。
本发明为减小能耗,提高能源利用率,将在热力学中衡量能质的概念---引入同一配网下多EH的优化调度中。以损最低为目标,对多EH进行分布式优化调度。对于多EH这个整体而言,根据负荷电热需求,可以根据公式计算获得其对应的电及热出售给电网的电量的电以及负荷的电和热为有效供给根据各CHP出力可计算其消耗天然气进而计算获得燃料将从电网购入电量等效计算为燃料将所有燃料相加减去有效供给通过这一概念,将不同电、热及天然气等多种不同形式的能量的采用同一量纲进行衡量,进而根据损最低对多EH进行优化调度。对于每个EH而言,其输入为燃料有效输出包含供给自身EH内负荷的电热需求和出售给电网或其他EH的电或热两部分。针对不同EH中CHP机组、光伏等装机不同,同时负荷需求不同的实际情况,为提高能源利用效率,在EH间可以进行电热交易,在满足各自负荷需求的同时,使CHP机组的运行模式不再局限于以热定电或以电定热模式,通过EH间电量热量互动交易,提高能量利用率,实现损最低。通过对优化调度进行求解,各EH间仅需要交换极少的信息,更好的保护了各EH的隐私。同时,针对各EH一般由不同主体运行调度这一现状,交换信息少的优化调度方法也更易于实现。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
获取能量数据参数;所述能量数据参数包括各个能量枢纽中机组的发电功率和供热功率,各个能量枢纽与电网交易电量,以及各个能量枢纽的期望交换电量和期望交换热量;
根据所述期望交换电量计算电量残差值,并根据所述期望交换热量计算热量残差值;所述电量残差值反映电量交换需求量是否达到平衡,所述热量残差值反映热量交换需求量是否达到平衡;
判断所述电量残差值是否小于电量收敛误差值,且所述热量残差值是否小于热量收敛误差值;若所述电量残差值小于电量收敛误差值并且所述热量残差值小于热量收敛误差值,输出所述能量数据参数;否则,根据所述能量数据参数建立优化调度模型;所述优化调度模型包括损目标函数和约束条件;
根据所述优化调度模型更新所述能量数据参数;
将更新所述能量数据参数的次数加1;
判断所述次数是否大于预设值;若所述次数大于预设值,输出更新后的能量数据参数;若所述次数小于或等于预设值,返回步骤“根据所述期望交换电量计算电量残差值,并根据所述期望交换热量计算热量残差值”;
所述根据所述期望交换电量计算电量残差值,并根据所述期望交换热量计算热量残差值,具体包括:
根据如下公式计算所述电量残差值:
根据如下公式计算所述热量残差值:
所述根据所述能量数据参数建立优化调度模型,具体包括:
所述约束条件,具体包括:
Pchpi+Ppvi-a1·xpi+Pgrid,i=Pi+xpi
Hchpi-a2xhi=Qi+xhi
式中,minli(x)表示第i个能量枢纽的损目标函数的最小值,x=[Pchpi,Hchpi,Pgrid,i],i=[1,2,,,N],N表示所述能量枢纽的总个数,Pchpi表示第i个能量枢纽中机组的发电功率,Hchpi表示第i个能量枢纽中机组的供热功率,Pgrid,i表示第i个能量枢纽与电网的交易电量,efueli表示第i个能量枢纽中机组消耗的天然气的值,Efueli表示第i个能量枢纽中固体燃料煤的值,EPi表示第i个能量枢纽中供给负荷电需求的电量EQi表示第i个能量枢纽中供给负荷热需求的热量Expi表示第i个能量枢纽中交易电量的值,Exhi表示第i个能量枢纽中交易热量的值,γe(xpi)表示在第i个能量枢纽进行交易电量时产生的电量损失导致的电量损值,γt(xhi)表示在第i个能量枢纽进行交易热量时产生的热量损失导致的热量损值,Ppvi表示第i个能量枢纽光伏出力数据,a1为电量损失系数,a2为电量损失系数,xpi表示第i个能量枢纽的期望交换电量,xhi表示第i个能量枢纽的期望交换热量,Pi表示第i个能量枢纽的用户电负荷,Qi表示第i个能量枢纽的室内热量,ηchpi表示第i个能量枢纽的机组发电效率,ηL表示散热损失率,δheat表示供热系数。
efueli=0.950Lh·Fchpi
式中,Lh表示天然气高位发热量,Fchpi表示消耗天然气与产出之间函数值,LHVNG表示天然气低热值,Δt表示时间段长度;
Efueli=Ll·θgi·Pgrid,i
式中,Ll表示煤的低位发热量,θgi表示第i个能量枢纽中电网电力标准煤折合系数;
EPi=Pi
式中,Pi表示第i个能量枢纽的用户电负荷;
Expi=xpi;
根据如下公式更新所述能量数据参数:
能量数据参数获取模块,用于获取能量数据参数;所述能量数据参数包括各个能量枢纽中机组的发电功率和供热功率,各个能量枢纽与电网交易电量,以及各个能量枢纽的期望交换电量和期望交换热量;
残差计算模块,用于根据所述期望交换电量计算电量残差值,并根据所述期望交换热量计算热量残差值;所述电量残差值反映电量交换需求量是否达到平衡,所述热量残差值反映热量交换需求量是否达到平衡;
第一判断模块,用于判断所述电量残差值是否小于电量收敛误差值,且所述热量残差值是否小于热量收敛误差值;若所述电量残差值小于电量收敛误差值并且所述热量残差值小于热量收敛误差值,则将指令发送至能量数据参数输出模块;否则,将指令发送至优化调度模型建立模块;
能量数据参数更新模块,用于根据所述优化调度模型更新所述能量数据参数;
次数更新模块,用于将更新所述能量数据参数的次数加1;
第二判断模块,用于判断所述次数是否大于预设值;若所述次数大于预设值,将指令发送至所述能量数据参数输出模块;若所述次数小于或等于预设值,则将指令发送至所述残差计算模块;
所述能量数据参数输出模块,用于输出所述能量数据参数;
所述残差计算模块,具体包括:
电量残差值计算单元,用于根据如下公式计算所述电量残差值:
热量残差值计算单元,用于根据如下公式计算所述热量残差值:
所述优化调度模型建立模块,具体包括:
约束条件生成单元,用于生成约束条件,所述约束条件,具体包括:
Pchpi+Ppvi-a1·xpi+Pgrid,i=Pi+xpi
Hchpi-a2xhi=Qi+xhi
式中,minli(x)表示第i个能量枢纽的损目标函数的最小值,x=[Pchpi,Hchpi,Pgrid,i],i=[1,2,,,N],N表示所述能量枢纽的总个数,Pchpi表示第i个能量枢纽中机组的发电功率,Hchpi表示第i个能量枢纽中机组的供热功率,Pgrid,i表示第i个能量枢纽与电网的交易电量,efueli表示第i个能量枢纽中机组消耗的天然气的值,Efueli表示第i个能量枢纽中固体燃料煤的值,EPi表示第i个能量枢纽中供给负荷电需求的电量EQi表示第i个能量枢纽中供给负荷热需求的热量Expi表示第i个能量枢纽中交易电量的值,Exhi表示第i个能量枢纽中交易热量的值,γe(xpi)表示在第i个能量枢纽进行交易电量时产生的电量损失导致的电量损值,γt(xhi)表示在第i个能量枢纽进行交易热量时产生的热量损失导致的热量损值,Ppvi表示第i个能量枢纽光伏出力数据,a1为电量损失系数,a2为电量损失系数,xpi表示第i个能量枢纽的期望交换电量,xhi表示第i个能量枢纽的期望交换热量,Pi表示第i个能量枢纽的用户电负荷,Qi表示第i个能量枢纽的室内热量,ηchpi表示第i个能量枢纽的机组发电效率,ηL表示散热损失率,δheat表示供热系数。
efueli=0.950Lh·Fchpi
式中,Lh表示天然气高位发热量,Fchpi表示消耗天然气与产出之间函数值,LHVNG表示天然气低热值,Δt表示时间段长度;
Efueli=Ll·θgi·Pgrid,i
式中,Ll表示煤的低位发热量,θgi表示第i个能量枢纽中电网电力标准煤折合系数;
EPi=Pi
式中,Pi表示第i个能量枢纽的用户电负荷;
Expi=xpi;
能量数据参数更新单元,用于根据如下公式更新所述能量数据参数:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910540016.4A CN110276489B (zh) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | 基于㶲损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910540016.4A CN110276489B (zh) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | 基于㶲损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法及系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110276489A CN110276489A (zh) | 2019-09-24 |
CN110276489B true CN110276489B (zh) | 2021-06-22 |
Family
ID=67961747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910540016.4A Active CN110276489B (zh) | 2019-06-21 | 2019-06-21 | 基于㶲损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法及系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110276489B (zh) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111501057B (zh) * | 2020-05-28 | 2022-01-11 | 国网甘肃省电力公司经济技术研究院 | 基于㶲的光伏电解水制氢系统的异质能流同质表征方法 |
CN111882369B (zh) * | 2020-08-11 | 2023-05-05 | 北京石油化工学院 | 一种基于㶲经济的供暖直埋热力管道最优保温厚度的获取方法 |
CN112288219B (zh) * | 2020-09-22 | 2023-04-07 | 国网天津市电力公司电力科学研究院 | 一种园区热力系统能效提升方法 |
CN113159567B (zh) * | 2021-04-19 | 2024-07-02 | 北京交通大学 | 考虑停电时长不确定性的工业园区离网调度方法 |
CN113587543B (zh) * | 2021-07-30 | 2022-10-11 | 金华氢途科技有限公司 | 一种基于散热需求的分布式散热管理系统及其控制方式 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016068824A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | Evren Fatih | An operative temperature measuring device |
CN106570579A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-04-19 | 重庆邮电大学 | 一种基于改进量子粒子群算法的水火电经济调度方法 |
CN107918919A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-04-17 | 华北电力大学 | 一种含控制策略的工业园区综合能源系统优化调度与评价系统和方法 |
CN108510122A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-07 | 中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司 | 基于环境排放、热*利用最优双约束条件的综合能源系统优化方法 |
CN108846518A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-20 | 上海朗诗规划建筑设计有限公司 | 一种综合能源评估优化方法及系统 |
-
2019
- 2019-06-21 CN CN201910540016.4A patent/CN110276489B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016068824A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | Evren Fatih | An operative temperature measuring device |
CN106570579A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-04-19 | 重庆邮电大学 | 一种基于改进量子粒子群算法的水火电经济调度方法 |
CN107918919A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-04-17 | 华北电力大学 | 一种含控制策略的工业园区综合能源系统优化调度与评价系统和方法 |
CN108510122A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-07 | 中国电建集团福建省电力勘测设计院有限公司 | 基于环境排放、热*利用最优双约束条件的综合能源系统优化方法 |
CN108846518A (zh) * | 2018-06-13 | 2018-11-20 | 上海朗诗规划建筑设计有限公司 | 一种综合能源评估优化方法及系统 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Exergy Approach to the Assessment of a Multistage Air Filtration System for Clean Rooms;Phyo Thu et.al;《2019 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus)》;20190304;全文 * |
Storage Control Strategy for Energy Hub of We-Energy in the Energy Internet;Zhang Ning et.al;《2017 29th Chinese Control And Decision Conference (CCDC)》;20170717;全文 * |
多能源枢纽联合运行的㶲损最小化分布式优化调度;何帅 等;《电力系统自动化》;20210305;全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110276489A (zh) | 2019-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110276489B (zh) | 基于㶲损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法及系统 | |
Zhao et al. | MPC-based optimal scheduling of grid-connected low energy buildings with thermal energy storages | |
Liu et al. | Hybrid energy sharing for multiple microgrids in an integrated heat–electricity energy system | |
Cui et al. | Effect of device models on the multiobjective optimal operation of CCHP microgrids considering shiftable loads | |
CN109272353B (zh) | 计及综合需求响应不确定性的系统动态概率能流分析方法 | |
CN111738498B (zh) | 一种综合能源系统鲁棒规划方法及系统 | |
Rogers et al. | The 20% house–An integrated assessment of options for reducing net carbon emissions from existing UK houses | |
Li et al. | Zero energy potential of photovoltaic direct-driven air conditioners with considering the load flexibility of air conditioners | |
CN110400090B (zh) | 一种基于多目标随机优化的智能园区多能源微网配置方法 | |
CN109767029A (zh) | 局域能源互联网中冷热电三联供系统容量配置方法及系统 | |
CN114462724B (zh) | 一种考虑多能源价格激励综合需求响应模型的园区聚合商双层优化调度方法 | |
Dong et al. | Low carbon optimization of integrated energy microgrid based on life cycle analysis method and multi time scale energy storage | |
CN115936390A (zh) | 基于动态碳排放因子的综合能源系统低碳需求响应方法 | |
CN110474370A (zh) | 一种空调可控负荷、光伏储能系统的协同控制系统及方法 | |
CN114266382A (zh) | 一种考虑热惯性的热电联产系统两阶段优化调度方法 | |
Cui et al. | Optimal operation of CCHP microgrids with multiple shiftable loads in different auxiliary heating source systems | |
CN109376406B (zh) | 供能系统超结构模型、建模方法、计算机设备和存储介质 | |
Wu et al. | Multi-parameter optimization design method for energy system in low-carbon park with integrated hybrid energy storage | |
CN111523204A (zh) | 一种并网型综合能源网电-气储能系统优化配置求解方法 | |
Qu et al. | Synergetic power-gas flow with space-time diffusion control of air pollutants using a convex multi-objective optimization | |
Hu et al. | Strategies for grid-friendly and uncertainty-adaptive design in zero energy buildings | |
Qiu et al. | Optimal scheduling for microgrids considering long-term and short-term energy storage | |
Chu et al. | Capacity determination of renewable energy systems, electricity storage, and heat storage in grid-interactive buildings | |
CN114169800B (zh) | 综合能源系统的能量调度方法 | |
CN114781740B (zh) | 考虑碳排放成本下用户需求响应特性的综合能源系统运行优化装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |