[发明专利]一种计及热网柔性的热电联合优化调度方法

权利要求书

1.一种计及热网柔性的热电联合优化调度方法，其特征是，以挖掘供热网络两端的源荷功率不匹配关系为落脚点，将整个供热网络等效为广义储能模型，以热力学一阶微分模型进行描述，以温度作为其特征量，构建热电联合优化模型，具体包括以下步骤：

(1)以热电机组作为联合系统的核心，根据抽气式热电联产机组运行特性，得到其电热运行外特性模型；

(2)将普遍采用的集中供热方式的供热网络等效为广义储能模型，以热力学一阶微分方程进行描述，以温度作为其特征量，同时对特征量建立上下限约束模型；

(3)根据热电联合优化运行系统的结构，包含热电联产机组、风电、常规负荷，得到整个系统的热电功率平衡模型；

(4)为应对风电功率预测的不确定性，在决策热电联产机组基点的同时需留有足够的备用，建立备用约束模型；

(5)考虑热电机组电热运行约束、联合系统功率平衡约束、广义储能系统约束以及风电备用约束，建立以热电联合系统最小成本为目标优化函数的模型；

(6)根据热电联合系统最小成本的目标优化函数，利用GAMS优化平台中的Cplex算法求解模型得到热电联合系统最小成本值以及相应的弃风量；

(7)输出优化结果并对结果进行分析；

所述步骤(1)中的电热运行外特性模型采用公式如下：

式中，为抽气式热电联产机组的电功率，单位MW，为抽气式热电联产机组的热功率，单位MW；

和为机组有功出力的上限，单位MW，为机组有功出力的下限，单位MW；

为机组热功率出力上限值，单位MW；

c_v为机组总进汽量不变的条件下每多抽出单位供热蒸汽下发电功率的减小量，单位为1；

c_m为热电机组运行于背压工况时电功率与热功率变化量的比值，单位为1；

所述步骤(2)中，特征量的上下限约束模型由以下公式得到：

其中C_s为反映供热网络热容特性的物理量，表示温度上升或者下降1摄氏度所需要的能量变化量，单位MJ/℃；

为虚拟储能的温度特征量，单位℃；

为广义储能系统的储热功率，单位MW，为广义储能系统的放热功率，单位MW；当储热功率大于放热功率时，热能被储存在网络中，温度上升；当储热功率小于放热功率时，储存在网络中的热能被消耗，温度下降；

所述步骤(3)中的热电功率平衡模型由以下公式得到：

式中，和分别为热电联合系统的电功率和热功率，单位MW；为风电接入功率值，单位MW；为联合系统内常规负荷的功率值，单位MW；和分别为抽气式热电联产机组的电功率和热功率，单位MW；

所述步骤(4)中，为应对风电的不确定性，联合系统中需要留有充足的备用，具体模型如下：

式中，r_up和r_dw分别为机组的向上爬坡速率和向下爬坡速率，单位MW/h；R_res为应对风电不确定性的备用系数；为风电功率预测值，单位MW；为抽气式热电联产机组的电功率，单位MW，为抽气式热电联产机组的热功率，单位MW；和为机组有功出力的上限，单位MW，为机组有功出力的下限，单位MW；Δt为时间间隔，单位h；

所述步骤(5)中，所述热电联合系统最小成本的目标优化函数模型由以下公式得到：

式中，a，b，c，d，e和f分别为热电联产机组的成本系数；

σ_pun为功率惩罚系数，单位当热电联合系统的实际功率值与计划功率值存在偏差值会产生惩罚量；为热电联合系统的计划功率值，单位MW；

和分别为抽气式热电联产机组的电功率和热功率，单位MW；

为热电联合系统的电功率，单位MW。

2.如权利要求1所述的一种计及热网柔性的热电联合优化调度方法，其特征是，所述储热功率的模型由以下公式得到：

所述放热功率的模型由以下公式得到：

式中，T_l为热负荷的温度特征量，本发明中假设其为恒定值，单位℃；R_s为广义储能系统与热负荷之间的热阻，表征热传递效率，单位℃/MW。