[发明专利]基于区域热网的综合能源系统热电功率协调调度方法

权利要求书

1.基于区域热网的综合能源系统热电功率协调调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，建立包括节点和热水管道的区域热网模型，该步骤进一步包括：

S11，建立区域热网模型调度约束条件，所述约束条件包括质量守恒约束、质流量约束、压降和电泵功率约束、热功率约束及热源和换热站约束；

S12，建立区域热网模型温度修正方程，所述温度修正方程与水管在管段中的温降、节点质流量温度、热功率平衡及供水温度相关；

S2，建立基于区域热网模型的综合能源系统最优协调调度的目标函数，所述目标函数为：

其中，是热电联产系统i中天然气成本；C_grid是与主电网交换功率的成本；Ω_CHP是热电联产系统的集合；

S3，建立基于区域热网模型的综合能源系统最优协调调度的约束条件；

S4，根据供水和回水管网中水流的初始温度，求解最优协调调度模型，得到管网中热水的质流量；

S5，将步骤S4得到的质流量作为输入，求解温度修正方程组，得到实际质流量温度；

S6，设定质流量温度的容许误差，计算实际质流量温度与初始温度的温差；

S7，比较步骤S6中的温差与容许误差，若实际质流量温度与初始温度的温差小于容许误差，则停止；否则，更新初始温度为实际质流量温度，返回步骤S4，循环步骤S4至步骤S7。

2.如权利要求1所述的基于区域热网的综合能源系统热电功率协调调度方法，其特征在于所述步骤S11中，所述质量守恒约束为：

其中，表示管段i在t时段内的质流量，表示所有与节点j相连的管段的集合，Θ_in表示所有节点组成的集合；

所述质流量约束为：

其中，和分别表示与参考方向相同和相反的在第i段管道内t时段的质流量，二进制变量和决定了管段i的流速和流向；

所述压降和电泵功率约束中，压降约束为

功率约束为：

其中，μⁱ是一个与质流量的平方有关的系数；ρ是水的密度；η_pump是水泵的效率；

所述热功率约束为：

其中，c是水的比热容；和分别是供水管段i在t时段内的头部和尾部流经的热功率；和分别是回水管段i在t时段内的头部和尾部流经的热功率；和分别是供水管段i在t时段内的头部和尾部的水流温度；和分别是回水管段i在t时段内的头部和尾部的水流温度；

所述热源和换热站约束分别为：

其中，和表示在节点i处t时段内的热源和换热站的热输出功率；Θ_sr和Θ_sb分别表示热源和热力站的索引集合；和表示与热源或者换热站相连的管道编号的集合。

3.如权利要求2所述的基于区域热网的综合能源系统热电功率协调调度方法，其特征在于所述步骤S12中，所述温降为：

其中，τ_amb表示环境温度，λⁱ表示管段i的导热系数，lⁱ表示管段i的长度；

所述节点质流量温度为：

其中，表示节点j处在t时段内的水流温度；

所述热功率平衡为：

所述供水温度为：

其中，τ_S表示设计供水温度。

4.如权利要求3所述的基于区域热网的综合能源系统热电功率协调调度方法，其特征在于所述热电联产系统i的天然气成本为：

其中，R_ng是天然气的价格；H_ng是天然气的热值；是热电联产系统i中的燃气轮机在t时段的输出电功率；是热电联产系统i中的燃气锅炉在t时段的输出热功率；和中是热电联产系统中燃气轮机和燃气锅炉的效率；Δt是时间间隔的长度；N是调度时间集合；

所述与主电网交换功率的成本为：

其中，和是分别为在t时段向主电网购买和出售的电力价格；和分别为在t时段向主电网购买和出售的电功率。