[发明专利]一种综合能源系统及其运行优化方法

说明书

本发明公开了一种综合能源系统运行优化方法，包括建立CCHP冷热电联供发电系统模型并设定边界条件；引入阶梯气价和随季节调整的阶梯电价模型；确定CCHP冷热电联供发电系统的约束条件、目标函数与优化变量；初始化CCHP冷热电联供发电系统的参数，采用改进杂交粒子群算法计算得到不同时段CCHP中发电机的功率、热负荷、冷负荷、CCHP系统与电网交互的电量、CCHP中蓄电池的充放电功率、热回收系统提供的冷功率和电制冷机制冷所消耗的电功率；通过综合评价模型，综合考虑一次能耗节省率、环境成本节省率和经济成本节省率，实现综合能源的综合配置运行优化目的；采用改进的杂交粒子群算法能快速稳定的找到合理的全局最优解目的。

技术领域

本发明属于综合能源系统优化领域，涉及一种综合能源系统及其运行优化方法，更具体的涉及一种基于改进杂交粒子群算法的综合能源系统及其运行优化方法。

背景技术

随着煤炭、石油等传统化石能源的日益枯竭，世界各国开始重视并开发可再生能源，其相关技术也得到快速发展。综合能源系统能够将多种能源整合起来，并且实现多种能源互相优化运行，提升能源的利用率。然而，综合能源系统供能方式多样，所以为了实现综合能源系统的进一步优化仍然面临挑战。

目前，尽管对综合能源系统运行优化的理论和成果较多，但是由于需要考虑大量因素，且算法容易陷入“早熟”，因此，综合考虑节能性和经济性的综合能源运行优化方法亟待人们研究探索。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于改进杂交粒子群算法的综合能源系统及其运行优化方法，现综合能源的综合配置运行优化目的；采用改进的杂交粒子群算法实现避免粒子群出现早熟和陷入局部最优的缺点，能快速稳定的找到合理的全局最优解目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种综合能源系统运行优化方法，包括以下步骤：

S1，建立CCHP冷热电联供发电系统模型并设定边界条件；

S2，引入阶梯气价和随季节调整的阶梯电价模型；

S3，基于S1的边界条件和S2引入的阶梯气价和随季节调整的阶梯电价模型确定CCHP冷热电联供发电系统的约束条件、目标函数与优化变量；

所述目标函数中考虑一次能源节省率；

S4，初始化CCHP冷热电联供发电系统的参数，基于S3所述约束条件、目标函数与优化变量，采用改进杂交粒子群算法计算得到不同时段CCHP中发电机的功率、热负荷、冷负荷、CCHP系统与电网交互的电量、CCHP中蓄电池的充放电功率、热回收系统提供的冷功率和电制冷机制冷所消耗的电功率；

改进杂交粒子群算法中，在每次迭代时，粒子在迭代过程中，通过个体最优解和全局最优解更新自身速度和位置过程中引入线性递减的时变权重以及同步变化的学习因子。

S1中，CCHP冷热电联供发电系统模型具体如下：(1)燃气发电机模型：

E_Gt,i,t＝P_Gt,i,tΔt

式中F_Gt,i,t为第i台燃气发电机在t时段的天然气耗量；E_Gt,i,t为第i台燃气发电机在t时段提供的能量；E_Gt,i,t为燃气发电机t时段提供的电能；η_Gt,i,t为第i台燃气发电机在t时段的发电效率；a_i、b_i、c_i、d_i为第i台燃气发电机的效率系数；P_Gt,i,t、为第i台燃气发电机在t时段的电功率和标幺值(pu)；

(2)风力发电机模型：