[发明专利]考虑热负荷二维可控性的微网热电协调调度方法

权利要求书

1.考虑热负荷二维可控性的微网热电协调调度方法，其特征在于，包括：

1)考虑用户供热舒适度的模糊性，采用室内热舒适度指标将热负荷需求由传统的曲线转换为区间，使热负荷需求在各时间点上具有弹性；

2)考虑微网供热系统的热惯性，采用自回归滑动平均模型描述供热系统多时段间的耦合关系，使供热量在时间轴上具有可调节性；

3)将上述特性统称为热负荷的二维可控性，综合考虑热负荷的二维可控性，建立微网在孤网/并网模式下的热电协调调度模型；

所述步骤1)中，室内热舒适度指标采用以下公式描述，并限制其区间范围：

其中，M为人体能量代谢率；W为人体所做的机械功率；f_cl为人体覆盖服装面积与裸露面积之比；h_c为对流热交换系数；P_a为人体周围空气的水蒸气分压力；t_a、t_r、t_cl分别为人体周围空气温度、平均辐射温度和服装外表面温度；

所述步骤2)中，微网供热系统的热惯性采用以下公式来描述供热系统多时段间的耦合关系：

其中，T_g.t为热网供水温度、T_h.t为热网回水温度、T_n.t为采暖建筑物室内温度、T_w.t为室外温度；该ARMA时间序列模型中，阶次J体现供热系统热惯性的大小，α、β、γ、θ、φ、ω为供热系统热惯性物理参数，通过实测数据进行参数辨识得到；

PMV指标中人体周围空气温度t_a即采暖建筑物室内温度T_n.t，t_a＝T_n.t；

步骤3)中，热电协调调度模型的建立过程如下：

风电、光伏出力场景S个，其中场景s的概率为p_s，调度时段T个，微网中微电源I个，有风电、光、微燃机3个微电源，分别以i＝1,2,3表示，则I＝3，取时间间隔Δt＝1h；风电、光伏成本不计，微网孤网运行时的费用包括微燃机发电成本、爬坡成本、临时调整惩罚性费用和调用可中断负荷成本四部分，其目标函数为：

式中：为微燃机计划出力；为微燃机在场景s下时段t的实际出力；为微燃机在场景s下时段t-1的实际出力；c_gas为微燃机能耗成本；η_G3为微燃机发电效率；λ为爬坡能耗系数；ρ_pen为微燃机的临时调整惩罚系数，用于表征微燃机希望按预定计划出力，减少临时性调节的意向；ρ_IL、分别为调用的可中断负荷价格和功率；

供电系统约束包括：

1)功率平衡约束

式中：为微电源在场景s下时段t的实际出力；为电锅炉的用电量；P_Lt为用户用电负荷；

2)机组出力约束

式中：P_imin、P_imax为机组i的最小/最大技术出力；为在场景s下的风电或光伏可发电量；P_3min＝50％P_3max；

3)弃风电/弃光伏约束

式中：π_i为机组i的最大允许弃风电或弃光伏率；

供热系统约束包括：

1)供热热网约束

-σ≤PMV_t^s≤+σ (12)

式中：分别为场景s下余热锅炉和电锅炉的热能出力；γ为锅炉供热量与热网供/回水温度差间的关系系数，与热网水流量有关；为场景s下热网供水温度；为场景s下热网回水温度；T_gmax为热网最高供水温度；PMV_t^s为场景s下PMV指标值，σ为PMV指标取值范围；式(10)为锅炉供热量与热网供水/回水温度之间的关系，与式(2～3)一起描述供热系统消耗的热能和建筑内温度间具有热惯性的多时段关系；

2)锅炉出力约束

式(13)、(15)分别是微燃机和电锅炉的电热转换关系，η_G3、η_G3H、η_EH、η_EB分别为微燃机的发电效率、制热效率、余热锅炉的废热回收效率和电锅炉的电热转换效率，其中η_G3H/η_G3为微燃机的热电比值；H_EH.min、H_EH.max、H_EB.min、H_EB.max分别为余热锅炉和电锅炉的出力上下限；

微网并网运行时目标函数为

式中：大电网负责微网不平衡电量的调节，ρ_buy、ρ_sell分别为微网向大电网购/售电价格；为微网与大电网的交互功率，正值表示购电功率，负值表示售电功率，分段函数

功率平衡约束为

其他约束与微网孤网运行时相同；

为方便处理分段函数f(x)，引入2个非负松弛变量u^s、v^s，其实质分别为向大电网的购/售电量，则式(17)改写为：

所述微网热电协调调度的流程如下：

步骤1)，输入PMV方程参数及室内热舒适度要求的PMV指标范围，化简得到仅与室内温度相关的PMV约束；

步骤2)，输入供热系统实测数据对ARMA模型进行参数辨识，得到系数已知的ARMA时间序列模型；

步骤3)，输入风电/光伏各时段出力的连续概率分布，并采用场景技术生成S个经典场景；

步骤4)，整合步骤1)和步骤2)所得约束与微网热电协调调度其他约束，并利用步骤3)生成的S个场景处理风电、光伏的不确定性，建立确定性的微网热电协调调度模型；

步骤5)，输入微网参数及运行初值，微网孤网运行时，求解孤网下的协调调度模型式(4)-(16)、(1)-(3)；并网运行时，求解并网下的协调调度模型式(17)-(18)、(7)-(16)、(1)-(3)；

步骤6)，输出微燃机计划出力。