[发明专利]一种含蓄热式电采暖的综合能源系统日前优化调度方法

说明书

本发明涉及一种含蓄热式电采暖的综合能源系统日前优化调度方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、根据蓄热式电采暖的收益与运行特点，提出电网互动层面上含蓄热式电采暖的综合能源系统运行优化目标函数，确立蓄热式电采暖的综合能源系统运行优化目标函数及其约束条件；步骤2、根据模型特点采用单纯形算法对步骤1的蓄热式电采暖的综合能源系统运行优化目标函数进行求解，进而得到该系统的计划电热负荷平衡调度曲线和各类采暖及储能设备的逐时运行出力。本发明可以有效降低对电网的负荷冲击，减小电网峰谷差，提升电采暖设备的使用效率，大幅降低用户采暖的运行费用。

技术领域

本发明属于冷热电综合能源系统运行调度技术领域，涉及综合能源系统日前优化调度方法，尤其是一种含蓄热式电采暖的综合能源系统日前优化调度方法。

背景技术

电采暖是北欧国家通常使用的供暖方法，电采暖设备维护和使用较为简单，通过控制电采暖系统的温控器，将温度准确地保持在所设定的温度达到采暖的目的。蓄热式电采暖的国际市场消费主要分布在美洲、欧洲和亚洲，且基本形成三足鼎立的局面。近年来，全球蓄热式电采暖市场一直保持稳定增长趋势。

随着以天津为代表的华北地区“煤改电”工程大规模推广，各类电采暖设备的应用暴露出诸多问题，如：“煤改电”负荷投入使电网峰谷差增加、在用电高峰期配电网末端电压过低、电采暖设备使用率偏低、运营成本普遍较高等。蓄热式电采暖作为优质的可中断、可调节负荷资源，对于解决清洁供暖的可靠性、经济性等上述问题具有资源优势。

目前，国内外已有相关学者对蓄热式电采暖系统的运行进行了相关研究。大连理工大学吕泉、刘永成等学者研究了蓄热电锅炉方案在解决新能源消纳方面的应用问题，对比了固定时段运行策略与灵活协调运行策略两种运行方式在对新能源消纳方面的效果，东北电力大学李国庆等学者则将电化学储能也纳入综合能源系统内，将其与蓄热电锅炉一起考虑，以消纳风电和设备调节次数最小为目标提出了频繁弃风区域的新能源就地消纳方案。Mehleri,E.D,Sarimveis,H等人研究了小型社区级的供热和供电需求平衡模型，模型中包括集中电网和多类微型热电联产单元，以及辅助供能的燃气锅炉，应用混合整数线性规划方法对模型进行求解，其研究的特点在于考虑了管道中的能源损耗。东南大学徐青山等学者研究了各类供热和发电设备的运行效率和供热设备运行状态、储能运行功率之间的对应关系，并探讨了用户侧不同热电负荷需求下的含蓄热电采暖系统的综合能源网络最优调度问题。

电能的特点是易传输不易存储，热能的特点是易存储不易传输，这促使了城市中心用户侧蓄热式电采暖的迅速发展。与此同时，针对能源利用效果的多层面分析也日渐发展，目前普遍从经济效益，能源节约效益，环境效益三个方面对混合能源系统运行进行分析，力求全面、准确地计算出能源优化利用的综合效益。在上述基础上，有学者基于多样化目标分析能源优化诸多解耦效益如供电公司收益、用户收益和减排收益等，根据所计算出的解耦效益选择合适的权重比计算得到最终的综合效益。

蓄热式电采暖负荷变化及用户响应情况的实时性、综合能源系统内用能及储能设备的多样性、各类设备运行的灵活性和热电负荷的耦合共同导致了模型中变量众多，这对模型求解的算法提出了很高的要求。P Gabrielli,M Gazzani等学者研究了含电采暖系统的综合能源线性集成优化数学模型，并给出了新的混合整数线性求解方法，策略能够正确调整热储能功率的大小并长期有效运行，但是模型每次求解的精确程度还有待完善。DiSomma M等学者研究了具有多种能量装置，如蓄热电采暖、热电联产和PV的用户级综合能源供能系统优化问题，通过对总年度成本和各级能源利用效率进行加权，将多目标优化问题分支切割，最后采用混合整型多级目标规划算法对模型进行求解，并将算法应用于算例中得到系统的最优运行策略。