PDF《基于随机动态规划的多能联供系统冷热电经济分配模型》

11 种典型多能联供系统的结构,选 取电气、烟气、蒸汽、热水、空气作为基本母线,并对 其结构中的能量流通进行表述,以系统总运行费用 最小为目标,采用混合整数线性规划方法进行求解;

文献[19]对系统的经济、环境以及热力学性能方面 进行了多目标综合优化,并采用粒子群优化算法对 模型进行求解;

文献[20] 运用动态规划方法优化 CCHP 系统的运行策略,从而达到最小化总成本的 目的;

文献[21] 提出一种风机、压缩空气储能装置 相结合的 CCHP 系统,并对该系统中各设备的火用 效率进行分析;

文献[22] 针对 CCHP 系统中负荷的 随机性、不确定性等特征,建立负荷随机模糊模型. 结合上述文献的研究思路,本文将风能和压缩 空气储能系统相结合,并将其加入传统的 CCHP 系 统中,这样既可以充分利用可再生清洁能源,又利用 了压缩空气储能装置改善风能的随机性与不确定性 因素对电网造成的电压波动等影响. 对系统中的随 机变量进行机会约束建模,以初始投资和运行费用 为目标,采用随机动态规划方法对能量进行分配和 调度,以优化系统的经济性能. ? ? 电力自动化设备第39 卷1带压缩空气储能装置的多能联供系统 1.1 多能联供系统的结构 风能作为清洁型能源,具有间歇性、波动性等特 征,将带有压缩空气储能装置的风力发电机组与 CCHP 系统相结合,既充分利用了可再生清洁能源, 又有效地减少了风力发电机组输出功率的间歇性给 用电系统带来的影响. 图1为本文所提 CCHP 系统的结构图. 其中能 量以冷、热、电3种形式流通,一部分风能经风力发 电机组产生电能可送入电网或供应区域电负荷,而 过剩风能经压缩机存入储气罐中,当储气罐中的内 能达到一定的程度后解压缩并进入燃烧室内燃烧以 供燃气轮机发电. 燃气轮机发电的同时产生的热能 被余热锅炉吸收,可供应区域热负荷或被吸收式制 冷机吸收产生冷能. 当吸收式制冷机产生的冷能不 足时,由电制冷机提供冷能;

而当余热锅炉输出的热 量不足时,由燃气锅炉补足;

当系统输出电量大于电 负荷时,可将多余电量售给电网,从而为系统盈利;

当系统输出电量小于负荷电量时,可从电网购电,并 将购电费用计入系统运行总消耗费用. 图1多能联供系统结构 Fig.1 Structure diagram of multi?energy supply system 1.2 系统能量流及其约束 1.2.1 热能平衡约束 系统的热能量输出应不小于热能量需求,即余 热锅炉、燃气锅炉的产热总和应不小于吸收式制冷机 吸收的热量与系统热负荷之和. 热能量平衡约束为: QH,t +QB,t ≥QA,t +UH,t (1) 其中,QH,t 、QB,t 、QA,t 分别为 t 时段余热锅炉的产热 量、燃气锅炉的产热量和吸收式制冷机吸收的热量;

UH,t 为t时段系统的热负荷. 1.2.2 电能平衡约束 系统的电能与电网产生交互,当系统发电量大 于电负荷时,向电网输送电能;

当系统发电量小于电 负荷时,向电网购买电能. 电能平衡约束为: PW,i,t +PGT,j,t +Pgd,t ≥PE,t +UE,t (2) 其中,PW,i,t 、PGT,j,t 、PE,t 分别为 t 时段节点 i 处风力发 电机的输出功率、节点 j 处燃气轮机的输出功率和 电制冷机吸收的电能;

UE,t 为t时段系统的电负荷;

Pgd,t 为t时段系统与电网的交互电量. 1.3 随机变量的机会约束 风力发电机组的出力具有随机性和不确定性, 同时,园区内的冷、热、电负荷预测也不完全准确. 在此情况下提出随机机会约束,随机机会约束是指: 当随机变量在一定范围内波动时,满足约束条件的 概率应不小于所给定的置信水平. 将CCHP 系统中 的冷、热能量约束表达为机会约束形式,见式(3). p{QH,t +QB,t ≥QA,t +UH,t }≥α p{PW,i,t +PGT,j,t +Pgd,t ≥PE,t +UE,t }≥β { (3) 其中,α、β 为机会约束成立的置信度.