[发明专利]考虑热管网传输特性的园区综合能源系统优化调度方法

说明书

本发明公开了一种考虑热管网传输特性的园区综合能源系统优化调度方法，立足于解决园区综合能源系统的供能优化调度问题，充分考虑管网传输损耗和延迟影响、集中能源站多设备的协调配合与集中能源站‑供能管网的耦合关系，建立包含集中能源站、供能管网的园区综合能源系统优化调度模型，通过非线性约束的线性化转化，调用相关数学求解器进行求解，得到日前供冷调度计划。

技术领域

本发明涉及一种综合能源系统优化调度方法，特别是涉及一种考虑热管网传输特性的园区综合能源系统优化调度方法。

背景技术

能源是人类赖以生存和发展的基础，随着化石燃料的短缺和环境污染问题的日益严重，如何提高社会能源利用效率、减少用能过程中的环境污染成为全世界共同关注的话题。园区综合能源系统(community integrated energy system,CIES)在这种背景下应运而生。园区综合能源系统集成了电、冷、热等多种能源和多能源形式的蓄能设备及耦合装置，通过对能源生产、转换、传输、消费等多个环节进行有机协调和优化控制，可实现多种能源系统整体的高效率利用，具有较高的经济性和供能可靠性。

夏季供冷、冬季供热作为区域综合能源系统供能的重要方面，需要制定合理有效的调度策略。在供能期，多由集中能源站产生用于空调制冷/热的空调冷水/热水，通过供水管道输送至各个楼栋，然后负荷侧风机盘管系统工作达到制冷/热效果；温度变化后的空调冷热水经过回水管道返回集中能源站。园区综合能源系统具有源-荷分散的特点，其优化调度既要考虑供能侧集中能源站的协调优化，又要考虑供能网络传输的影响。此时，需要充分研究管网的供热特性和传输特性，基于热力学和管网基本原理建立能够准确描述管网状态、符合实际运行特点的传输模型。

目前，园区综合能源系统的研究多以单个集中能源站作为研究对象，较少考虑供能管道传输的影响，且未见考虑管网能量损耗和传输延迟的动态传输模型。因此，急需一种兼顾集中能源站和供能网络多个供能环节的优化调度方法，考虑管网能量损耗和传输延迟的动态特性，优化集中能源站和供能网络的协调运行，经济可靠地满足园区综合能源系统用能需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对园区综合能源系统供冷/热期的优化调度问题，能够建立考虑热管网传输特性的园区综合能源系统优化调度模型，综合考虑集中能源站运行、管网动态传输等多种约束，进行包括集中能源站、供能管道的能源系统的协调优化，最终制定优化调度方案。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种考虑热管网传输特性的园区综合能源系统优化调度方法，包括：

S1、根据选定的园区综合能源系统，输入电价信息，读取电负荷、冷/热负荷、光照强度的预测值，输入集中能源站设备组成、设备运行参数、蓄热设备当前存储热量、机组启停费用、管网结构和参数、系统调度间隔、热媒参数和集中能源站出口水温上下限等变量或参数；

S2、依据所述S1提供的所述园区综合能源系统的结构和参数，建立考虑热管网传输特性的园区综合能源系统优化调度模型，包括：设定所述园区综合能源系统一个调度周期内运行费用和机组启停费用之和最小为目标函数，分别考虑集中能源站运行约束、热管网动态传输约束、集中能源站-管网耦合约束、管网-负荷耦合约束、冷/热负荷供需平衡约束和电负荷供需平衡约束；

S3、将所述S2得到的所述园区综合能源系统优化调度模型中相关非线性约束进行线性化转换，建立混合整数线性规划模型并调用相关求解器进行求解；

S4、输出所述S3中所述混合整数线性规划模型的求解结果，包括运行费用、供能主机启停指令、运行工况、供能功率、蓄能装置供能指令及供能功率、集中能源站空调冷/热水供水温度等。

优选的，所述S2中的所述热管网动态传输约束中的管道传输延迟模型具体采用下式表示：