CN113688347A - 多个能源综合服务站多目标运行控制系统、方法及装置 - Google Patents

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刘国静
傅金洲
陈卉
何国鑫
李渊
王俊
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Abstract

本发明公开了一种多个能源综合服务站多目标运行控制系统、方法及装置，根据求解可行域，求解预先设置的运行优化多目标函数，得到光伏发电机组出力和风电发电机组出力实时就地最大化消纳后，各个能源综合服务站内各设备的出力情况以及部分能源综合服务站的外送电功率情况；将各个能源综合服务站内各设备的出力情况以及部分能源综合服务站的外送电、气功率情况作为控制信号，下达至各个能源综合服务站的微机控制系统，微机控制系统根据控制信号控制各个站内每个设备的出力功率。本发明提高了多能转换和多能互补互济水平、综合能源利用效率，实现了对多个能源综合服务站协同控制优化的目的，有效促进了可再生能源的最大化就地消纳。

Description

多个能源综合服务站多目标运行控制系统、方法及装置
技术领域
本发明涉及一种多个能源综合服务站多目标运行控制系统、方法及装置，属 于能源综合服务站运行优化技术领域。
背景技术
在新的能源形势下，构建新一代能源系统(能源互联网)被认为是解决能源 利用挑战的最重要途径，而能源综合服务站的产生，正适应于能源领域变革的需 求。能源综合服务站是发电侧与用户连接的枢纽，也是能源革命形势下各种能源 转换利用的枢纽，包括多种能源之间的转换。能源综合服务站的服务对象在能源 生产、加工转换、输配、储存、终端使用各环节均有能源服务需求，其依托电网、 热网、通信网、能源互联网等网络基础设施，打造能源配置平台。
随着能源与信息和通信技术的加快融合发展，能源互联网在支撑能源综合服 务站上的价值和作用越来越重要。利用冷、热、电等多能互补关系以及供热管网、 蓄冷/热装置等特性，挖掘用户的灵活性，并通过协同调度中心的全局优化调度 实现风电/光伏和灵活性资源的匹配。通过提升能效，增加可再生能源发电，可 以减少化石能源的使用，减少二氧化碳及其他污染物的排放，减少环境污染，提 高全社会用能的清洁化和绿色化水平，实现节能减排和环境保护。推动能源电力 从高碳向低碳、从以化石能源为主向以清洁能源为主转变，加快形成绿色生产和 消费方式，助力生态文明建设和可持续发展。
传统的能源站只提供单一能源供应，比如供热站、分布式发电站等，并且电 力/冷热/天然气各个能源子系统间的多能转换和能源互济效果无法体现出来，各 系统独立运行致使能源利用效率普遍不高，无法响应电网调峰需求，也无法满足 促进光伏风电就地化最大消纳的需求。本领域技术人员需要解决多个能源综合服 务站协同运行不足、光伏/风电就地化消纳水平不足、多能互补互济水平不高、 能源利用效率低的问题。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的多个能源综合服务站协同运行不足、光伏 /风电就地化消纳水平不足、多能互补互济水平不高、能源利用效率低的问题， 本发明提供一种多个能源综合服务站多目标运行控制系统、方法及装置，实现了 多个能源综合服务站多目标运行优化。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种多个能源综合服务站多目标运行控制系统，包括：协同调度中心层和站 间协同调度层，所述协同调度中心层用于接收调度信号，并通过求解运行优化多 目标函数得到调度信号分解的控制信号发送给站间协同调度层的能源综合服务 站；所述站间协同调度层，包括：电力线路、天然气管道、大电网、电压变压器、 电能母线、能源综合服务站，各个能源综合服务站之间通过电力线路和/或天然 气管道相连接，协同调度中心层将调度信号分解的控制信号传达到每个能源综合 服务站的MEMS中进行控制策略下发处理；所述电压变压器的高压侧与大电网 相连接、低压侧通过电能母线与每个能源综合服务站相连接；所述能源综合服务 站内包括站内自律控制层，站内自律控制层包括：风力发电机组、光伏发电机组、 储电设备、CCHP、燃气锅炉、储热/冷设备、电负荷、冷/热负荷，所述大电网、 光伏发电机组、风力发电机组、储电设备、CCHP中的燃气轮机发电机组和其它 能源综合服务站用于提供电负荷所需电能，所述燃气锅炉、储热/冷设备和所述 CCHP中的余热锅炉、烟气型吸收式制冷机用于提供冷/热负荷所需的冷/热能。
作为优选方案，所述协同调度中心层设置为服务器。
一种多个能源综合服务站多目标运行控制方法，包括如下步骤：
根据求解可行域，求解预先设置的运行优化多目标函数，得到光伏发电机组 出力和风电发电机组出力实时就地最大化消纳后的各个能源综合服务站内各设 备的出力情况以及部分能源综合服务站的外送电、气功率情况。
将控制信号下达至各个能源综合服务站的MEMS，以便MEMS根据控制信号 控制能源综合服务站站内每个设备的出力功率，每个能源综合服务站的MEMS 接收到的控制信号包括本能源综合服务站内各设备的出力情况以及部分能源综 合服务站的外送电、气功率情况。
一种多个能源综合服务站多目标运行控制装置，包括如下模块：
多目标函数求解模块：用于根据求解可行域，求解预先设置的运行优化多目 标函数，得到光伏发电机组出力和风电发电机组出力实时就地最大化消纳后的各 个能源综合服务站内各设备的出力情况以及部分能源综合服务站的外送电、气功 率情况。
控制信号下发模块：用于将控制信号下达至各个能源综合服务站的MEMS， 以便MEMS根据控制信号控制能源综合服务站站内每个设备的出力功率，每个 能源综合服务站的MEMS接收到的控制信号包括本能源综合服务站内各设备的 出力情况以及部分能源综合服务站的外送电、气功率情况。
作为优选方案，所述求解可行域包括：多个能源综合服务站站间的冷/热/电 /气平衡约束、多个能源综合服务站站间的电/气传输上下限约束、每个能源综合 服务站站内的冷/热/电/气/排烟余热平衡约束、每个能源综合服务站站内的冷/ 热/电/气相关设备上下限约束。
作为优选方案，所述运行优化多目标函数计算公式如下：
Figure BDA0003144930150000031
其中，Ctotal为运行优化多目标函数，Ri，total、Ei，total分别为第i个能源综合服 务站在一个运行优化周期T内的运行费用、CO2排放量，ω1、ω2分别为第i个能 源综合服务站运行费用权重系数、CO2排放量权重系数，N为能源综合服务站总 个数。
作为优选方案，所述多个能源综合服务站站间的冷/热/电/气平衡约束，包 括：
Figure BDA0003144930150000041
其中，i为第i个能源综合服务站，取值为1，2，…，N，N为能源综合服务 站总个数；Li,t,C、Li,t,H、Li,t,E、Li,t,G分别为第i个能源综合服务站t时段的冷、热、 电、气负荷需求；Pi,t,C、Pi,t,H、Pi,t,E分别为第i个能源综合服务站t时段的冷、热、 电总出力功率；△Pi,t,C、△Pi,t,H、△Pi,t,E、△Pi,t,gas分别冷、热、电、天然气网络传 输损耗功率、△Pi,t,grid为第i个能源综合服务站t时段的大电网电力传输损耗功率； Pt,grid、Pt,gas分别为t时段大电网、天然气网输入的电、气功率。
所述多个能源综合服务站站间的电/气传输上下限约束，包括：
Figure BDA0003144930150000042
其中，Pmin,gas、Pmax,gas分别为天然气网输入气功率下限、上限；Pmin,grid、Pmax,grid分别为大电网输入电功率下限、上限；Pi,max,Tran、Pi,t,Tran分别为第i个能源综合服务 站允许最大外送电功率、t时段的外送电功率。
所述每个能源综合服务站站内的冷/热/电/气/排烟余热平衡约束，包括：
Figure BDA0003144930150000051
其中，Pi,t,EC、Pi,t,AC、Pi,t,WH、Pi,t,GH、Pi,t,grid、Pi,t,GE、Pi,t,PV、Pi,t,WT、Pi,t,gas、Pi,t,SMG、Pi,t,SMB、△Pi,t,SMG、△Pi,t,SMB分别为第i个能源综合服务站t时段的电制冷机制冷 功率、烟气型吸收式制冷机制冷功率、余热锅炉制热功率、燃气锅炉制热功率、 消耗外部电功率、燃气轮机发电功率、光伏发电功率、风机发电功率、消耗天然 气功率、燃气轮机排烟余热功率、燃气锅炉排烟余热功率、燃气轮机排烟未利用 余热功率、燃气锅炉排烟未利用余热功率；ηi,AC、ηi,WH分别为第i个能源综合 服务站烟气型吸收式制冷机制冷效率、余热锅炉制热制热效率；Pi,t,SC、Pi,t,SH、Pi,t,SE分别为第i个能源综合服务站t时段的储冷设备充/放冷功率、储热设备充/放热 功率、储电设备充/放电功率，其中，大于0为储能设备放能，小于0为储能设备充能；εi,SC、εi,SH、εi,SE分别为第i个能源综合服务站储冷设备自放冷损失效 率、储热设备自放热损失效率、储电设备自放电损失效率；Wi,t,SC、Wi,t,SH、Wi,t,SE分别为第i个能源综合服务站t时段的储冷、储热、储电设备剩余容量；Wi,t-1,SC、 Wi,t-1,SH、Wi,t-1,SE分别为第i个能源综合服务站t-1时段的储冷、储热、储电设备剩 余容量；Wi,t0,SC、Wi,t0,SH、Wi,t0,SE分别为第i个能源综合服务站运行优化起始时段 的储冷、储热、储电设备剩余容量；Wi,SC、Wi,SH、Wi,SE分别为第i个能源综合服 务站运行优化结束时段的储冷、储热、储电设备剩余容量；在一个优化周期后， 储冷、储热、储电设备剩余容量保持不变。△t每个运行优化时段的时间长度， 一般取1h。
所述每个能源综合服务站站内的冷/热/电/气相关设备上下限约束，包括：
Figure BDA0003144930150000061
其中，Pi,min,EC、Pi,max,EC分别为第i个能源综合服务站电制冷机允许最小、最 大制冷功率；Pi,min,AC、Pi,max,AC分别为第i个能源综合服务站烟气型吸收式制冷机 允许最小、最大制冷功率；Pi,min,SC、Pi,max,SC分别为第i个能源综合服务站储冷允 许最小、最大充/放冷功率；Pi,min,WH、Pi,max,WH分别为第i个能源综合服务站余热 锅炉允许最小、最大制热功率；Pi,min,GH、Pi,max,GH分别为第i个能源综合服务站燃 气锅炉允许最小、最大制热功率；Pi,min,SH、Pi,max,SH分别为第i个能源综合服务站 储热设备允许最小、最大充/放热功率；Pi,min,grid、Pi,max,grid分别为第i个能源综合 服务站消耗外部电能允许最小、最大输入功率；Pi,min,GE、Pi,max,GE分别为第i个能 源综合服务站燃气轮机允许最小、最大发电功率；Pi,min,PV、Pi,max,PV分别为第i个 能源综合服务站光伏允许最小、最大发电功率；Pi,min,WT、Pi,max,WT分别为第i个能 源综合服务站风机允许最小、最大发电功率；Pi,min,SE、Pi,max,SE分别为第i个能源 综合服务站储电设备允许最小、最大充/放电功率；Pi,min,gas、Pi,max,gas分别为第i 个能源综合服务站消耗天然气允许最小、最大输入功率；Pi,min,SMG、Pi,max,SMG分别 为第i个能源综合服务站燃气轮机排烟允许最小、最大余热功率；Pi,min,SMB、 Pi,max,SMB分别为第i个能源综合服务站燃气锅炉排烟允许最小、最大余热功率； Wi,min,SC、Wi,max,SC分别为第i个能源综合服务站储冷设备允许最小、最大剩余容 量；Wi,min,SH、Wi,max,SH分别为第i个能源综合服务站储热设备允许最小、最大剩 余容量；Wi,min,SE、Wi,max,SE分别为第i个能源综合服务站储电设备允许最小、最大 剩余容量。
有益效果：本发明提供的一种多个能源综合服务站多目标运行控制系统、方 法及装置，本发明采用双层结构来协同控制各个能源综合服务站，并以经济性和 CO2排放量为多目标的求解目标函数，在带约束的条件下对求解目标函数进行求 解，提高了多能转换和多能互补互济水平、综合能源利用效率，实现了对多个能 源综合服务站协同控制优化的目的，有效促进了可再生能源的最大化就地消纳。
附图说明
图1为本发明中多个能源综合服务站多目标运行控制系统结构示意图。
图2为本发明中多个能源综合服务站多目标运行控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种多个能源综合服务站双层多目标运行控制系统，包括：协 同调度中心层和站间协同调度层。
协同调度中心层，用于接收调度信号，并过求解运行优化多目标函数得到调 度信号分解的控制信号发送给站间协同调度层的能源综合服务站。协同调度中心 层采用服务器作为硬件平台。应当指出的是，本申请实施例还可以采用其他硬件 平台，本申请对此不作限定。
站间协同调度层，包括：电力线路、天然气管道、大电网、电压变压器、电 能母线、能源综合服务站，各个能源综合服务站之间通过电力线路和/或天然气 管道相连接，服务器将调度信号分解的控制信号传达到每个能源综合服务站的 MEMS(微机控制系统)中进行控制策略下发处理；所述电压变压器的高压侧与 大电网相连接、低压侧通过电能母线与每个能源综合服务站相连接。
所述能源综合服务站内包括站内自律控制层，站内自律控制层包括：风力发 电机组(WT)、光伏发电机组(PV)、储电设备、CCHP(冷热电三联供系统，主 要由燃气轮机+余热锅炉+烟气型吸收式制冷机组成)、燃气锅炉、储热/冷设备、 电负荷、冷/热负荷，所述大电网、光伏发电机组、风力发电机组、储电设备、 CCHP中的燃气轮机发电机组和其它能源综合服务站用于提供电负荷所需电能， 所述燃气锅炉、储热/冷设备和所述CCHP中的余热锅炉、烟气型吸收式制冷机用 于提供冷/热负荷所需的冷/热能。
基于所述多个能源综合服务站多目标运行控制系统，其中协同调度中心层作 为执行主体提供一种多个能源综合服务站多目标运行控制方法，参见图2，包括 如下步骤：
步骤1、根据求解可行域，采用CPLEX算法软件对运行优化多目标函数进行 求解，进而得到光伏发电机组出力和风电发电机组出力实时就地最大化消纳后的 多目标Ctotal、各个能源综合服务站内各设备的出力情况以及部分能源综合服务站 的外送电、气功率情况。各设备的出力情况包括：Pi,t,EC电制冷机制冷功率、Pi,t,AC烟气型吸收式制冷机制冷功率、Pi,t,WH余热锅炉制热功率、Pi,t,GH燃气锅炉制热功 率、Pi,t,grid消耗外部电功率、Pi,t,GE燃气轮机发电功率、Pi,t,PV光伏发电功率、Pi,t,WT风机发电功率、Pi,t,gas消耗天然气功率、Pi,t,SC储冷设备充/放冷功率、Pi,t,SH储热 设备充/放热功率、Pi,t,SE储电设备充/放电功率；部分能源综合服务站的外送电 功率情况包括：Pt,grid大电网输入的电功率、Pt,ga天然气网输入的气功率。
所述求解可行域包括：多个能源综合服务站站间的冷/热/电/气平衡约束、 多个能源综合服务站站间的电/气传输上下限约束、每个能源综合服务站站内的 冷/热/电/气/排烟余热平衡约束、每个能源综合服务站站内的冷/热/电/气相关 设备上下限约束。
步骤2、将各个能源综合服务站内各设备的出力情况以及部分能源综合服务 站的外送电、气功率情况作为控制信号，以无线通讯方式下达至能源综合服务站 的微机控制系统，控制各个站内每个设备的出力功率。
其中，每个能源综合服务站的MEMS接受到的控制信号包括本能源综合服 务站站内各设备的出力情况以及部分能源综合服务站的外送电、气功率情况。更 具体的，作为发送给某个能源综合服务站的MEMS的控制信号的部分能源综合 服务站的外送电、气功率情况，是指向该能源综合服务站外送电、气的部分能源 综合服务站的外送电、气功率情况。
所述多个能源综合服务站站间的冷/热/电/气平衡约束，包括：
Figure BDA0003144930150000091
其中，i为第i个能源综合服务站，取值为1，2，…，N，N为能源综合服务 站总个数；Li,t,C、Li,t,H、Li,t,E、Li,t,G分别为第i个能源综合服务站t时段的冷、热、 电、气负荷需求；Pi,t,C、Pi,t,H、Pi,t,E分别为第i个能源综合服务站t时段的冷、热、 电总出力功率；△Pi,t,C、△Pi,t,H、△Pi,t,E、△Pi,t,gas分别冷、热、电、天然气网络传 输损耗功率、△Pi,t,grid为第i个能源综合服务站t时段的大电网电力传输损耗功率； Pt,grid、Pt,gas分别为t时段大电网、天然气网输入的电、气功率。一个运行优化周 期T由多个时段组成。
所述多个能源综合服务站站间的电/气传输上下限约束，包括：
Figure BDA0003144930150000092
其中，Pmin,gas、Pmax,gas分别为天然气网输入气功率下限、上限；Pmin,grid、Pmax,grid分别为大电网输入电功率下限、上限；Pi,max,Tran、Pi,t,Tran分别为第i个能源综合服务 站允许最大外送电功率、t时段的外送电功率。
所述每个能源综合服务站站内的冷/热/电/气/排烟余热平衡约束，包括：
Figure BDA0003144930150000101
其中，Pi,t,EC、Pi,t,AC、Pi,t,WH、Pi,t,GH、Pi,t,grid、Pi,t,GE、Pi,t,PV、Pi,t,WT、Pi,t,gas、Pi,t,SMG、Pi,t,SMB、△Pi,t,SMG、△Pi,t,SMB分别为第i个能源综合服务站t时段的电制冷机制冷 功率、烟气型吸收式制冷机制冷功率、余热锅炉制热功率、燃气锅炉制热功率、 消耗外部电功率、燃气轮机发电功率、光伏发电功率、风机发电功率、消耗天然 气功率、燃气轮机排烟余热功率、燃气锅炉排烟余热功率、燃气轮机排烟未利用 余热功率、燃气锅炉排烟未利用余热功率；ηi,AC、ηi,WH分别为第i个能源综合 服务站烟气型吸收式制冷机制冷效率、余热锅炉制热制热效率；Pi,t,SC、Pi,t,SH、Pi,t,SE分别为第i个能源综合服务站t时段的储冷设备充/放冷功率、储热设备充/放热 功率、储电设备充/放电功率，其中，大于0为储能设备放能，小于0为储能设备充能；εi,SC、εi,SH、εi,SE分别为第i个能源综合服务站储冷设备自放冷损失效 率、储热设备自放热损失效率、储电设备自放电损失效率；Wi,t,SC、Wi,t,SH、Wi,t,SE分别为第i个能源综合服务站t时段的储冷、储热、储电设备剩余容量；Wi,t-1,SC、 Wi,t-1,SH、Wi,t-1,SE分别为第i个能源综合服务站t-1时段的储冷、储热、储电设备剩 余容量；Wi,t0,SC、Wi,t0,SH、Wi,t0,SE分别为第i个能源综合服务站运行优化起始时段 的储冷、储热、储电设备剩余容量；Wi,SC、Wi,SH、Wi,SE分别为第i个能源综合服 务站运行优化结束时段的储冷、储热、储电设备剩余容量；在一个优化周期后， 储冷、储热、储电设备剩余容量保持不变。
△t每个运行优化时段的时间长度，一般取1h。
所述每个能源综合服务站站内的冷/热/电/气相关设备上下限约束，包括：
Figure BDA0003144930150000111
其中，Pi,min,EC、Pi,max,EC分别为第i个能源综合服务站电制冷机允许最小、最 大制冷功率；Pi,min,AC、Pi,max,AC分别为第i个能源综合服务站烟气型吸收式制冷机 允许最小、最大制冷功率；Pi,min,SC、Pi,max,SC分别为第i个能源综合服务站储冷允 许最小、最大充/放冷功率；Pi,min,WH、Pi,max,WH分别为第i个能源综合服务站余热 锅炉允许最小、最大制热功率；Pi,min,GH、Pi,max,GH分别为第i个能源综合服务站燃 气锅炉允许最小、最大制热功率；Pi,min,SH、Pi,max,SH分别为第i个能源综合服务站 储热设备允许最小、最大充/放热功率；Pi,min,grid、Pi,max,grid分别为第i个能源综合 服务站消耗外部电能允许最小、最大输入功率；Pi,min,GE、Pi,max,GE分别为第i个能 源综合服务站燃气轮机允许最小、最大发电功率；Pi,min,PV、Pi,max,PV分别为第i个 能源综合服务站光伏允许最小、最大发电功率；Pi,min,WT、Pi,max,WT分别为第i个能 源综合服务站风机允许最小、最大发电功率；Pi,min,SE、Pi,max,SE分别为第i个能源 综合服务站储电设备允许最小、最大充/放电功率；Pi,min,gas、Pi,max,gas分别为第i 个能源综合服务站消耗天然气允许最小、最大输入功率；Pi,min,SMG、Pi,max,SMG分别 为第i个能源综合服务站燃气轮机排烟允许最小、最大余热功率；Pi,min,SMB、 Pi,max,SMB分别为第i个能源综合服务站燃气锅炉排烟允许最小、最大余热功率； Wi,min,SC、Wi,max,SC分别为第i个能源综合服务站储冷设备允许最小、最大剩余容 量；Wi,min,SH、Wi,max,SH分别为第i个能源综合服务站储热设备允许最小、最大剩 余容量；Wi,min,SE、Wi,max,SE分别为第i个能源综合服务站储电设备允许最小、最大 剩余容量。
所述运行优化多目标函数，包括：
Figure BDA0003144930150000121
其中，Ctotal为运行优化多目标函数，Ri，total、Ei，total分别为第i个能源综合服务 站在一个运行优化周期T内的运行费用、CO2排放量，ω1、ω2分别为第i个能源 综合服务站运行费用和CO2排放量权重系数，N为能源综合服务站总个数。
Ri，total包括从大电网购买电量的电费、消耗天然气费用两部分构成，具体如 下：
Figure BDA0003144930150000122
其中，pri，t，grid、pri，t，gas分别为第i个能源综合服务站在t时段的电价、气价。
Ei，total包括消耗天然气、外购电力和可再生能源发电的CO2排放量，具体如 下：
Figure BDA0003144930150000123
其中，cgrid、cgas分别表示每消耗1KWh电网外购电力、天然气的CO2排放量； cPV、cWT分别表示光伏、风机每生产1KWh电力的CO2排放量。
一种多个能源综合服务站多目标运行控制装置，包括如下模块：
多目标函数求解模块：用于根据求解可行域，求解预先设置的运行优化多目 标函数，得到光伏发电机组出力和风电发电机组出力实时就地最大化消纳后的各 个能源综合服务站内各设备的出力情况以及部分能源综合服务站的外送电、气功 率情况。
控制信号下发模块：用于将控制信号下达至各个能源综合服务站的MEMS， 以便MEMS根据控制信号控制能源综合服务站站内每个设备的出力功率，每个 能源综合服务站的MEMS接收到的控制信号包括本能源综合服务站内各设备的 出力情况以及部分能源综合服务站的外送电、气功率情况。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算 机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软 件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计 算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、 光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品 的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或 方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框 的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机 或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可 编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个 流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备 以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指 令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得 在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从 而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或 多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形， 这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些 改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多个能源综合服务站多目标运行控制系统，其特征在于，包括：协同调度中心层和站间协同调度层，所述协同调度中心层用于接收调度信号，并通过求解运行优化多目标函数得到调度信号分解的控制信号发送给站间协同调度层的能源综合服务站；所述站间协同调度层，包括：电力线路、天然气管道、大电网、电压变压器、电能母线、能源综合服务站，各个能源综合服务站之间通过电力线路和/或天然气管道相连接，协同调度中心层将调度信号分解的控制信号传达到每个能源综合服务站的MEMS中进行控制策略下发处理；所述电压变压器的高压侧与大电网相连接、低压侧通过电能母线与每个能源综合服务站相连接；所述能源综合服务站内包括站内自律控制层，站内自律控制层包括：风力发电机组、光伏发电机组、储电设备、CCHP、燃气锅炉、储热/冷设备、电负荷、冷/热负荷，所述大电网、光伏发电机组、风力发电机组、储电设备、CCHP中的燃气轮机发电机组和其它能源综合服务站用于提供电负荷所需电能，所述燃气锅炉、储热/冷设备和所述CCHP中的余热锅炉、烟气型吸收式制冷机用于提供冷/热负荷所需的冷/热能。
2.根据权利要求1所述的一种多个能源综合服务站多目标运行优化系统，其特征在于：所述协同调度中心层设置为服务器。
3.一种多个能源综合服务站多目标运行控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
根据求解可行域，求解预先设置的运行优化多目标函数，得到光伏发电机组出力和风电发电机组出力实时就地最大化消纳后的各个能源综合服务站内各设备的出力情况以及部分能源综合服务站的外送电、气功率情况；
将控制信号下达至各个能源综合服务站的MEMS，以便MEMS根据控制信号控制能源综合服务站站内每个设备的出力功率，每个能源综合服务站的MEMS接收到的控制信号包括本能源综合服务站内各设备的出力情况以及部分能源综合服务站的外送电、气功率情况。
4.根据权利要求3所述的一种多个能源综合服务站多目标运行控制方法，其特征在于：所述求解可行域包括：多个能源综合服务站站间的冷/热/电/气平衡约束、多个能源综合服务站站间的电/气传输上下限约束、每个能源综合服务站站内的冷/热/电/气/排烟余热平衡约束、每个能源综合服务站站内的冷/热/电/气相关设备上下限约束。
5.根据权利要求3所述的一种多个能源综合服务站多目标运行优化方法，其特征在于：所述运行优化多目标函数计算公式如下：
Figure FDA0003144930140000021
其中，Ctotal为运行优化多目标函数，Ri，total、Ei，total分别为第i个能源综合服务站在一个运行优化周期T内的运行费用、CO2排放量，ω1、ω2分别为第i个能源综合服务站运行费用权重系数、CO2排放量权重系数，N为能源综合服务站总个数。
6.根据权利要求4所述的一种多个能源综合服务站多目标运行优化方法，其特征在于：所述多个能源综合服务站站间的冷/热/电/气平衡约束，包括：
Figure FDA0003144930140000022
其中，i为第i个能源综合服务站，取值为1，2，…，N，N为能源综合服务站总个数；Li,t,C、Li,t,H、Li,t,E、Li,t,G分别为第i个能源综合服务站t时段的冷、热、电、气负荷需求；Pi,t,C、Pi,t,H、Pi,t,E分别为第i个能源综合服务站t时段的冷、热、电总出力功率；△Pi,t,C、△Pi,t,H、△Pi,t,E、△Pi,t,gas分别冷、热、电、天然气网络传输损耗功率、△Pi,t,grid为第i个能源综合服务站t时段的大电网电力传输损耗功率；Pt,grid、Pt,gas分别为t时段大电网、天然气网输入的电、气功率；
所述多个能源综合服务站站间的电/气传输上下限约束，包括：
Figure FDA0003144930140000023
其中，Pmin,gas、Pmax,gas分别为天然气网输入气功率下限、上限；Pmin,grid、Pmax,grid分别为大电网输入电功率下限、上限；Pi,max,Tran、Pi,t,Tran分别为第i个能源综合服务站允许最大外送电功率、t时段的外送电功率；
所述每个能源综合服务站站内的冷/热/电/气/排烟余热平衡约束，包括：
Figure FDA0003144930140000031
其中，Pi,t,EC、Pi,t,AC、Pi,t,WH、Pi,t,GH、Pi,t,grid、Pi,t,GE、Pi,t,PV、Pi,t,WT、Pi,t,gas、Pi,t,SMG、Pi,t,SMB、△Pi,t,SMG、△Pi,t,SMB分别为第i个能源综合服务站t时段的电制冷机制冷功率、烟气型吸收式制冷机制冷功率、余热锅炉制热功率、燃气锅炉制热功率、消耗外部电功率、燃气轮机发电功率、光伏发电功率、风机发电功率、消耗天然气功率、燃气轮机排烟余热功率、燃气锅炉排烟余热功率、燃气轮机排烟未利用余热功率、燃气锅炉排烟未利用余热功率；ηi,AC、ηi,WH分别为第i个能源综合服务站烟气型吸收式制冷机制冷效率、余热锅炉制热制热效率；Pi,t,SC、Pi,t,SH、Pi,t,SE分别为第i个能源综合服务站t时段的储冷设备充/放冷功率、储热设备充/放热功率、储电设备充/放电功率，其中，大于0为储能设备放能，小于0为储能设备充能；εi,SC、εi,SH、εi,SE分别为第i个能源综合服务站储冷设备自放冷损失效率、储热设备自放热损失效率、储电设备自放电损失效率；Wi,t,SC、Wi,t,SH、Wi,t,SE分别为第i个能源综合服务站t时段的储冷、储热、储电设备剩余容量；Wi,t-1,SC、Wi,t-1,SH、Wi,t-1,SE分别为第i个能源综合服务站t-1时段的储冷、储热、储电设备剩余容量；Wi,t0,SC、Wi,t0,SH、Wi,t0,SE分别为第i个能源综合服务站运行优化起始时段的储冷、储热、储电设备剩余容量；Wi,SC、Wi,SH、Wi,SE分别为第i个能源综合服务站运行优化结束时段的储冷、储热、储电设备剩余容量；△t每个运行优化时段的时间长度；
所述每个能源综合服务站站内的冷/热/电/气相关设备上下限约束，包括：
Figure FDA0003144930140000041
其中，Pi,min,EC、Pi,max,EC分别为第i个能源综合服务站电制冷机允许最小、最大制冷功率；Pi,min,AC、Pi,max,AC分别为第i个能源综合服务站烟气型吸收式制冷机允许最小、最大制冷功率；Pi,min,SC、Pi,max,SC分别为第i个能源综合服务站储冷允许最小、最大充/放冷功率；Pi,min,WH、Pi,max,WH分别为第i个能源综合服务站余热锅炉允许最小、最大制热功率；Pi,min,GH、Pi,max,GH分别为第i个能源综合服务站燃气锅炉允许最小、最大制热功率；Pi,min,SH、Pi,max,SH分别为第i个能源综合服务站储热设备允许最小、最大充/放热功率；Pi,min,grid、Pi,max,grid分别为第i个能源综合服务站消耗外部电能允许最小、最大输入功率；Pi,min,GE、Pi,max,GE分别为第i个能源综合服务站燃气轮机允许最小、最大发电功率；Pi,min,PV、Pi,max,PV分别为第i个能源综合服务站光伏允许最小、最大发电功率；Pi,min,WT、Pi,max,WT分别为第i个能源综合服务站风机允许最小、最大发电功率；Pi,min,SE、Pi,max,SE分别为第i个能源综合服务站储电设备允许最小、最大充/放电功率；Pi,min,gas、Pi,max,gas分别为第i个能源综合服务站消耗天然气允许最小、最大输入功率；Pi,min,SMG、Pi,max,SMG分别为第i个能源综合服务站燃气轮机排烟允许最小、最大余热功率；Pi,min,SMB、Pi,max,SMB分别为第i个能源综合服务站燃气锅炉排烟允许最小、最大余热功率；Wi,min,SC、Wi,max,SC分别为第i个能源综合服务站储冷设备允许最小、最大剩余容量；Wi,min,SH、Wi,max,SH分别为第i个能源综合服务站储热设备允许最小、最大剩余容量；Wi,min,SE、Wi,max,SE分别为第i个能源综合服务站储电设备允许最小、最大剩余容量。
7.一种多个能源综合服务站多目标运行控制装置，其特征在于：包括如下模块：
多目标函数求解模块：用于根据求解可行域，求解预先设置的运行优化多目标函数，得到光伏发电机组出力和风电发电机组出力实时就地最大化消纳后的各个能源综合服务站内各设备的出力情况以及部分能源综合服务站的外送电、气功率情况；
控制信号下发模块：用于将控制信号下达至各个能源综合服务站的MEMS，以便MEMS根据控制信号控制能源综合服务站站内每个设备的出力功率，每个能源综合服务站的MEMS接收到的控制信号包括本能源综合服务站内各设备的出力情况以及部分能源综合服务站的外送电、气功率情况。
8.根据权利要求7所述的一种多个能源综合服务站多目标运行优化装置，其特征在于：所述用于根据求解可行域，求解预先设置的运行优化多目标函数中的求解可行域包括：多个能源综合服务站站间的冷/热/电/气平衡约束、多个能源综合服务站站间的电/气传输上下限约束、每个能源综合服务站站内的冷/热/电/气/排烟余热平衡约束、每个能源综合服务站站内的冷/热/电/气相关设备上下限约束。
9.根据权利要求7所述的一种多个能源综合服务站多目标运行控制装置，其特征在于：所述运行优化多目标函数计算公式如下：
Figure FDA0003144930140000051
其中，Ctotal为运行优化多目标函数，Ri，total、Ei，total分别为第i个能源综合服务站在一个运行优化周期T内的运行费用、CO2排放量，ω1、ω2分别为第i个能源综合服务站运行费用权重系数、CO2排放量权重系数，N为能源综合服务站总个数。
10.根据权利要求8所述的一种多个能源综合服务站多目标运行优化装置，其特征在于：所述多个能源综合服务站站间的冷/热/电/气平衡约束，包括：
Figure FDA0003144930140000061
其中，i为第i个能源综合服务站，取值为1，2，…，N，N为能源综合服务站总个数；Li,t,C、Li,t,H、Li,t,E、Li,t,G分别为第i个能源综合服务站t时段的冷、热、电、气负荷需求；Pi,t,C、Pi,t,H、Pi,t,E分别为第i个能源综合服务站t时段的冷、热、电总出力功率；△Pi,t,C、△Pi,t,H、△Pi,t,E、△Pi,t,gas分别冷、热、电、天然气网络传输损耗功率、△Pi,t,grid为第i个能源综合服务站t时段的大电网电力传输损耗功率；Pt,grid、Pt,gas分别为t时段大电网、天然气网输入的电、气功率；
所述多个能源综合服务站站间的电/气传输上下限约束，包括：
Figure FDA0003144930140000062
其中，Pmin,gas、Pmax,gas分别为天然气网输入气功率下限、上限；Pmin,grid、Pmax,grid分别为大电网输入电功率下限、上限；Pi,max,Tran、Pi,t,Tran分别为第i个能源综合服务站允许最大外送电功率、t时段的外送电功率；
所述每个能源综合服务站站内的冷/热/电/气/排烟余热平衡约束，包括：
Figure FDA0003144930140000071
其中，Pi,t,EC、Pi,t,AC、Pi,t,WH、Pi,t,GH、Pi,t,grid、Pi,t,GE、Pi,t,PV、Pi,t,WT、Pi,t,gas、Pi,t,SMG、Pi,t,SMB、△Pi,t,SMG、△Pi,t,SMB分别为第i个能源综合服务站t时段的电制冷机制冷功率、烟气型吸收式制冷机制冷功率、余热锅炉制热功率、燃气锅炉制热功率、消耗外部电功率、燃气轮机发电功率、光伏发电功率、风机发电功率、消耗天然气功率、燃气轮机排烟余热功率、燃气锅炉排烟余热功率、燃气轮机排烟未利用余热功率、燃气锅炉排烟未利用余热功率；ηi,AC、ηi,WH分别为第i个能源综合服务站烟气型吸收式制冷机制冷效率、余热锅炉制热制热效率；Pi,t,SC、Pi,t,SH、Pi,t,SE分别为第i个能源综合服务站t时段的储冷设备充/放冷功率、储热设备充/放热功率、储电设备充/放电功率，其中，大于0为储能设备放能，小于0为储能设备充能；εi,SC、εi,SH、εi,SE分别为第i个能源综合服务站储冷设备自放冷损失效率、储热设备自放热损失效率、储电设备自放电损失效率；Wi,t,SC、Wi,t,SH、Wi,t,SE分别为第i个能源综合服务站t时段的储冷、储热、储电设备剩余容量；Wi,t-1,SC、Wi,t-1,SH、Wi,t-1,SE分别为第i个能源综合服务站t-1时段的储冷、储热、储电设备剩余容量；Wi,t0,SC、Wi,t0,SH、Wi,t0,SE分别为第i个能源综合服务站运行优化起始时段的储冷、储热、储电设备剩余容量；Wi,SC、Wi,SH、Wi,SE分别为第i个能源综合服务站运行优化结束时段的储冷、储热、储电设备剩余容量；△t每个运行优化时段的时间长度；
所述每个能源综合服务站站内的冷/热/电/气相关设备上下限约束，包括：
Figure FDA0003144930140000081
其中，Pi,min,EC、Pi,max,EC分别为第i个能源综合服务站电制冷机允许最小、最大制冷功率；Pi,min,AC、Pi,max,AC分别为第i个能源综合服务站烟气型吸收式制冷机允许最小、最大制冷功率；Pi,min,SC、Pi,max,SC分别为第i个能源综合服务站储冷允许最小、最大充/放冷功率；Pi,min,WH、Pi,max,WH分别为第i个能源综合服务站余热锅炉允许最小、最大制热功率；Pi,min,GH、Pi,max,GH分别为第i个能源综合服务站燃气锅炉允许最小、最大制热功率；Pi,min,SH、Pi,max,SH分别为第i个能源综合服务站储热设备允许最小、最大充/放热功率；Pi,min,grid、Pi,max,grid分别为第i个能源综合服务站消耗外部电能允许最小、最大输入功率；Pi,min,GE、Pi,max,GE分别为第i个能源综合服务站燃气轮机允许最小、最大发电功率；Pi,min,PV、Pi,max,PV分别为第i个能源综合服务站光伏允许最小、最大发电功率；Pi,min,WT、Pi,max,WT分别为第i个能源综合服务站风机允许最小、最大发电功率；Pi,min,SE、Pi,max,SE分别为第i个能源综合服务站储电设备允许最小、最大充/放电功率；Pi,min,gas、Pi,max,gas分别为第i个能源综合服务站消耗天然气允许最小、最大输入功率；Pi,min,SMG、Pi,max,SMG分别为第i个能源综合服务站燃气轮机排烟允许最小、最大余热功率；Pi,min,SMB、Pi,max,SMB分别为第i个能源综合服务站燃气锅炉排烟允许最小、最大余热功率；Wi,min,SC、Wi,max,SC分别为第i个能源综合服务站储冷设备允许最小、最大剩余容量；Wi,min,SH、Wi,max,SH分别为第i个能源综合服务站储热设备允许最小、最大剩余容量；Wi,min,SE、Wi,max,SE分别为第i个能源综合服务站储电设备允许最小、最大剩余容量。
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