[发明专利]一种计及蒸汽网络动态特性的电热耦合系统优化调度方法

说明书

本发明涉及一种计及蒸汽网络动态特性的电热耦合系统优化调度方法，属于综合能源系统的运行控制技术领域。本方法以电热耦合系统运行成本最小化作为目标函数，建立了电力网络和蒸汽网络运行的约束条件，蒸汽网络运行的约束条件中计及了蒸汽网络动态特性。建立了紧凑格式的电热耦合系统优化调度模型，进而转成子问题优化模型和主问题优化模型，通过迭代求解获得计及蒸汽网络动态特性的电热耦合系统优化调度模型的最优解。本方法能够充分发挥不同能流特性，提升综合能源利用效率。通过将优化模型转换为子问题优化模型和主问题优化模型进行迭代求解，能够适用于电热耦合系统存在多主体的现状，充分保证电力网络主体和蒸汽网络主体的信息安全。

技术领域

本发明涉及一种计及蒸汽网络动态特性的电热耦合系统优化调度方法，属于综合能源系统的运行控制技术领域。

技术背景

蒸汽在各类工业中的应用十分广泛，与之对应的能源消耗在国民经济总能耗的比重很大。工程实践经验已经表明，在工业聚集地建立工业园区并利用蒸汽网络向各个用户提供蒸汽，是提升蒸汽供应安全性和经济性的有效方式。热电联产机组以天然气为能源，生产电力和蒸汽，能够有效实现能量的梯级利用，是生产蒸汽的有效技术手段。热电联产机组的应用使得蒸汽网络和电力网络相互耦合，形成了电热耦合系统。

不同于电力网络需要实时平衡供给与负荷，蒸汽具有可压缩性，蒸汽供应和利用不需要实时平衡。这一特性为电热耦合系统增加了调节灵活性。充分利用蒸汽的这类动态特性，能够在不增加设备投资的前提下实现提升能源利用效率、增加可再生能源消纳、降低运行成本等目标。目前的电热耦合系统优化调度方法对蒸汽动态特性考虑还不充分。

实际应用中，电热耦合系统中的电力网络和蒸汽网络大多分属于不同的主体管理。考虑到信息安全和隐私保护等问题，不同主体之间不能交换全部信息。如何在有限的信息交换前提下实现电热耦合系统的优化调度是需要解决的技术问题。

综上所述，为进一步发挥电热耦合系统的综合效益，需要建立计及蒸汽网络动态特性和协同考虑不同主体利益的优化调度方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种计及蒸汽网络动态特性的电热耦合系统优化调度方法，旨在充分利用蒸汽网络的动态特性提升电热耦合系统的综合能源利用效率，并实现电热耦合系统中多主体的隐私保护。

本发明提出的计及蒸汽网络动态特性的电热耦合系统优化调度方法，包括以下步骤：

(1)建立电热耦合系统优化调度的目标函数：

式中，t为调度时刻，T为所有调度时刻构成的集合，为电热耦合系统在t调度时刻的购电费用，i_CHP为电热耦合系统中热电联产机组的编号，S_CHP为电热耦合系统中所有热电联产机组构成的集合，为热电联产机组i_CHP在t调度时刻的运行成本，i_DREG为电热耦合系统中可再生能源机组的编号，S_DREG为电热耦合系统中所有再生能源机组构成的集合，为可再生能源机组i_DREG在t调度时刻的弃风/弃光成本，i_B为电热耦合系统中燃气锅炉的编号，S_B为电热耦合系统中所有燃气锅炉构成的集合，为燃气锅炉i_B在t调度时刻的运行成本，Δt为相邻调度时间的时间间隔；

和的计算公式分别如下：