[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

说明书

本发明专利公开了一种基于区域热网的综合能源系统热电功率协调调度方法，首先建立了包括节点和热水管道的区域热网模型，该模型包含调度约束和温度修正方程组，然后搭建了基于区域热网的综合能源系统最优协调调度模型，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，将质流量作为输入，求解温度修正方程组，得到实际质流量温度，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，提出了一种最优协调调度模型的迭代求解策略，对其收敛性进行了分析，提出了一种保证收敛性的有效方法，能够快速响应负荷变化，实现基于区域热网的综合能源系统间热负荷的灵活分配，保证供热质量和系统的灵活性。

技术领域

本发明属于综合能源系统运行技术领域，具体涉及一种基于区域热网的综合能源系统热电功率协调调度方法。

背景技术

能源关乎人类的生存和社会的发展，如何提高能源利用效率、减少环境污染、实现能源可持续发展是当今世界各国共同关注的重大战略问题。具有经济、高效、可持续等显著优势的综合能源系统充分考虑电、气、冷、热等不同形式能源在生产、传输、分配等各环节的协同互补，已成为能源互联网的重点研究方向，正日益受到世界各国政府和学者的高度重视。热电联产或冷热电联产技术是综合能源系统的重要技术，能够提供多种能源满足需求。区域热网通过热能将综合能源系统中的能源和负荷联系起来，在协调供需中起着重要作用，其结构示意图如图2所示。

当前针对热电耦合综合能源系统的许多研究都与区域热网的规划和运行有关，只有少数专注于综合能源系统和区域热网的调度，且多为质调节或质-量调节下的区域热网综合模型，而质调节下的延迟和热失调严重影响供热质量，会影响到整个系统的灵活性和经济效益，给综合能源系统的协调调度带来不利影响。

发明内容

本发明正是针对现有技术中的问题，提供了一种区域热网的综合能源系统热电功率协调调度方法，基于区域热网的综合能源系统热电功率协调调度方法，为综合能源系统制定一个基于区域热网的综合调度模型，应用量调节下区域热网的特性，通过一定的迭代求解策略，实现系统热电功率的协调调度，在保证求解策略有效性和收敛性的同时增加整个系统的灵活性和经济效益，迭代策略算法流程图如图3所示。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于区域热网的综合能源系统热电功率协调调度方法，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；

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；

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。

作为本发明的一种改进，所述步骤S1建立区域热网模型进一步包括：

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。

作为本发明的另一种改进，所述步骤S11中，所述质量守恒约束为：