[发明专利]一种面向台区侧用能优化控制方法

说明书

一种面向台区侧用能优化控制方法，基于能量枢纽建立多能源系统模型；以多能源系统24小时运行成本最优为目标函数，结合多能源系统运行极限的约束和运行机理的约束，构建多能源系统的用能优化模型；基于粒子群算法，对多能源系统的用能优化模型进行求解，得到多能源系统中各能源子系统的出力优化数据；实现一种集中与分布式协同、可再生能源与化石能源相融合的能源系统综合优化控制方法，提高多能源综合利用效率，实现了节能环保和经济运行等目标。

技术领域

本发明涉及能源协调控制技术领域，更具体地，涉及一种面向台区侧用能优化控制方法。

背景技术

随着经济社会的发展，能源与人类生活的密切性不断增加，能源生产、分配、输运和使用的科学性与合理性不仅仅关乎到能源产业本身，也将对经济转型发展、环境保护及社会安全等诸多方面产生重要影响。虽然，当前我国城市能源系统建设取得了巨大成就，但再生能源消纳困难、环境污染严重、整体能效偏低等问题仍较为严重。这是由于我国传统的城市能源供给主要分为电力、燃气、供热等几个分项，分别由相应的能源部门分项完成。这种各自为政、缺乏统筹的供能方式，由于没有考虑不同能源种类间的相互转换特性，不仅造成了资源和设施的浪费，也无法发挥各类能源特性互补的优势，影响整个能源利用效率的提高。

现有技术中，节能改造往往就单个用能对象开展，虽然获得一定节能效益，但是多能互补能源网络系统的整体优化所产生的节能潜力远大于单个用能对象节能改造所具有的节能效果。而且，当前已有的多能互补能源网络节能控制方法中，缺乏对多个用能、产能对象的能源利用的综合考虑，因此无法对系统进行综合优化；此外，面向区域能源规划的复杂能量系统理论和优化方法体系也较为薄弱，因此相应的多能源联合供给和协调互联优化技术也相对较少，尤其是面向系统的试验与仿真能力还有待提高。

因此，需要构建一种集中与分布式协同、可再生能源与化石能源相融合的能源系统综合优化控制方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种面向台区侧用能优化控制方法，实现一种集中与分布式协同、可再生能源与化石能源相融合的能源系统综合优化控制方法，提高多能源综合利用效率，实现了节能环保和经济运行等目标。

本发明采用如下的技术方案。

一种面向台区侧用能优化控制方法包括：

步骤1，基于能量枢纽，以各能源子系统的能源输入数据为输入数据，以各能源子系统的出力数据为输出数据，建立多能源系统模型；

步骤2，基于多能源系统模型，以多能源系统24小时运行成本最优为目标函数，结合多能源系统运行极限的约束和运行机理的约束，构建多能源系统的用能优化模型；

其中，目标函数满足如下关系式：

式中，F为多能源系统24小时运行成本，Q_G(t)为第t小时内多能源系统购置的天然气量，Q_D(t)为第t小时内多能源系统购置的柴油量，C_G(t)为第t小时天然气的购置价格，C_D(t)为第t小时柴油的购置价格；

多能源系统运行极限的约束包括供能设备功率约束和储能设备容量约束；多能源系统运行机理的约束包括：电功率平衡约束、热功率平衡约束、冷功率平衡约束以及电力网络潮流约束；

步骤3，以各种能源的能源输入数据和运行约束为输入数据，基于粒子群算法，对多能源系统的用能优化模型进行求解，得到多能源系统中各能源子系统的出力优化数据。

优选地，

步骤1中，各能源子系统包括热电联产机组、柴油发电机、燃气锅炉机组、冰蓄冷系统、储热水罐系统以及V2G换电站。

步骤1中，建立多能源系统模型包括：