[发明专利]一种考虑冰蓄冷空调多模式的冷热电联供型微网系统

权利要求书

1.一种冷热电联供型微网系统多时间尺度优化调度方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：对多能微电网系统内的冷热电联供设备、冰蓄冷空调、储能装置进行建模；

步骤2：使用多场景生成和削减技术处理可再生能源的不确定性；

步骤3：对冰蓄冷空调的不同运行方式的经济性进行分析，利用日前优化结果选取最佳运行方式；

步骤4：建立以冷热电联供微网成本最小为目标的的日前优化模型；

步骤5：建立日内上层滚动优化模型，平抑调度时间尺度较长的冷热能功率波动；

步骤6：建立日内下层滚动模型，平抑调度时间尺度较短的电能功率波动；

通过上述步骤1～步骤6，完成冷热电联供型微网系统多时间尺度优化调度；

所述步骤1包括以下步骤：

(1)、对微型燃气轮机建模，其燃料耗费量能够用一次函数近似表示为：

式中：为微型燃气轮机在第T个时段内的输出电功率，单位：kW；为微型燃气轮机的启停状态标记位，0时为停机，1为开机；α_Fi和β_Fi为燃料系数；

微型燃气轮机运行时，排出的高温余热烟气经过余热回收锅炉回收后，通过热交换机与吸收式制冷机可以制热、制冷；不考虑环境和燃烧效率因素的影响，其微型燃气轮机的特性模型为：

式中：为微型燃气轮机在第T个时段的排气余热量；η_mt为微型燃气轮机的发电效率；η_L为散热损失系数；分别为热交换机与吸收式制冷机在第T个时段提供的制热量和制冷量；COP_h、η_h分别为热交换机的制热系数、烟气回收率；COP_c、η_c分别为吸收式制冷机的制冷系数、烟气回收率；

实际运行时，微型燃气轮机要满足上下限约束和爬坡率约束，即：

式中：分别为微型燃气轮机的爬坡率上下限,单位：kW；分别为微型燃气轮机的最小/大输出功率；

(2)、燃料电池在日内调度中将承担电能调度的重任，不考虑其余热利用，其燃料耗费量为：

式中：为燃料电池在第T个时段内的输出电功率,单位：kW；为燃料电池的启停状态标记位，0时为停机，1为开机；α_c和β_c为燃料系数；

(3)、蓄电池能有效的平抑电功率波动、提高冷热电联供型微网对可再生能源的消纳能力；也可以引导蓄电池利用分时电价差异，为避免小功率和低荷电状态下充放电对蓄电池寿命的不利影响，运行时要满足充放电约束和荷电状态约束，即：

式中：为蓄电池的荷电状态；分别为蓄电池的充、放电功率，单位：kW；η_bt.chr、η_bt.dis分别为蓄电池的充、放电效率；为蓄电池的充放电状态标记位，0时为停运，1为运行；且满足互斥约束和充放电频率约束，即：

实际运行时，蓄电池要满足下式的充放电爬坡率约束：

式中：和分别为蓄电池充、放电状态下的最小/大充、放电功率；

(4)、当热交换机、蓄热槽以及电锅炉无法实现系统的热功率平衡时，由燃气锅炉提供不足的部分；燃气锅炉的热出力效率模型和运行约束为：

式中：为第T个时段燃气锅炉的天然气耗费量；为第T个时段燃气锅炉的输出热功率，单位：kW；η_b为燃气锅炉的效率系数；

(5)、电锅炉可在电价引导下实现电热能量之间的转换，在电价谷时期把富余的电能转换成热能满足用户热负荷需求，其运行时要满足上下限约束，即：

式中：和分别为第T个时段电锅炉的耗电功率和输出热功率，单位：kW；为电锅炉的额定容量；η_eh为效率系数；

(6)、蓄热槽可以在热能富余时储存热能，而在热能不足或产热费用较高时，释放热能，提高系统运行灵活性和经济性，其满足下式的容量约束和蓄、放热功率约束；

式中：W_Ttst为蓄热槽的存储热能，单位：kW.h；H_Ttst.chr、分别为蓄热槽的蓄、放热功率，单位：kW；γ_h为蓄热槽能量自损率；η_tst.chr、η_tst.dis分别为蓄热效率和放热效率；为蓄热槽的充、放电状态标记位，0时为停止，1为运行；且满足互斥约束，即：

与蓄电池的运行模式相同，要满足下所示爬坡率约束；

式中：和分别为蓄热槽蓄、放热状态下的最小/大蓄、放热功率，单位：kW；

(7)、冰蓄冷空调系统由制冷机、蓄冷罐辅助设备组成，下面给出这些设备的运行约束：

①、制冷机，通过消耗电能来制或蓄冰，其运行约束如下：

式中：为第T时段制冷机消耗的电功率，单位：kW；分别为制冷机的输出冷功率和蓄冰功率，单位：kW；分别为制冷机的蓄冰、制冷状态标记位，0时为停止，1为运行；μ_a、为制冷机的电功率消耗系数；

②、冰蓄冷罐，冷却塔所制造的冰储存在冰蓄冷罐中，在某些时段进行融冰释放冷却能，其存在运行约束和储能状态约束：

式中：为蓄冷罐的融冰功率；为蓄冷罐的融冰状态标记位，0为待机，1为融冰为第T时段蓄冷罐储存的冷却能；γ_Q为自损系数；η_ice.chr和η_ice.dis分别为蓄冰和融冰系数；分别为蓄冷罐的爬坡率上下限。