基于热惯性的热电联产系统混合时间尺度调度方法
专利汇可以提供基于热惯性的热电联产系统混合时间尺度调度方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种基于热惯性的 热电联产 系统混合时间尺度调度方法，首先建立区域热网热惯性模型与 建筑物 热惯性模型，其次建立热电联产系统混合时间尺度调度模型，包括日前调度模型-日内滚动调度模型-实时调度模型-自动发电控 制模 型，最后基于设备运行约束和负荷特性分别确定日前调度模型、日内滚动调度模型和实时调度模型下各供电、供热设备的调度时间尺度。本发明所提出的混合时间尺度调度方法充分考虑了电、热子系统的传输网络和负荷特性差异，通过将供热系统热惯性作为约束条件加入优化调度模型中，并协调四个模型相互配合，最大限度地促进热电联产系统消纳 可再生 能源 ，并逐级降低 可再生能源 和负荷不确定性对系统功率平衡的影响。，下面是基于热惯性的热电联产系统混合时间尺度调度方法专利的具体信息内容。
1.基于热惯性的热电联产系统混合时间尺度调度方法，其特征在于，具体包括如下步骤；
步骤1：建立供热系统热惯性模型，该模型包括两个方面：一：建立由区域热网的传输时延和蓄热能力而造成的区域热网热惯性模型，二：建立由建筑物围护结构的蓄热特性而造成的建筑物热惯性模型；
步骤2：将上述的供热系统热惯性模型作为约束条件，建立热电联产系统混合时间尺度调度模型；
步骤3：根据建筑物热惯性模型与热电联产系统混合时间尺度调度模型，确定各个供热设备的调度时间尺度，所述各个供热设备包括：热电联产机组、燃气锅炉、分布式热泵、电锅炉。
2.根据权利要求1所述的基于热惯性的热电联产系统混合时间尺度调度方法，其特征在于，所述步骤1中区域热网热惯性模型包括：区域热网中热媒在相邻两节点之间的传输时延、任一节点处热媒的温度模型、热网的蓄热特性模型、温度损失模型；
所述区域热网中热媒在相邻两节点之间的传输时延为：
其中，τij为节点i与节点j之间管段的传输时延；lij为节点i与节点j之间管段的长度；
vij为节点i与节点j之间管段内热煤的流速；
所述任一节点处热媒的温度模型为：
其中，Ti为节点i处的热媒温度，qki为节点k至节点i所连接管段中的热媒流量；Tki为节点k至节点i所连接管段中节点i处的热媒温度；Si为所有与节点i直接相连并且热媒流向i的节点集合；
所述热网的蓄热特性模型由热媒温度的变化范围表示，具体为如下公式：
其中，Tin，x和Tout，x分别为流入和流出管道x的热媒温度；下标min和max分别为相应物理量的最小值和最大值；Sp为所有管道的集合；
所述温度损失模型为：
其中，Tair,ex为室外环境温度；lx为x管道的长度；R为管道热阻；cw为热媒比热容； 为x管道中热媒的质量流量，e为自然对数的底数；
所述建立建筑物围护结构的蓄热特性而造成的建筑物热惯性模型具体包括如下步骤：
步骤1.1：建立热力学方程：
其中，Tair为建筑物室内温度，Qin为散热器的散热功率； 和 分别为
建筑物的围护结构传热耗热功率、冷风渗透耗热功率、冷风侵入耗热功率和通风耗热功率，cair、ρair、Vair分别为室内空气的比热容、密度和体积；Tair,0为初始时刻室温；t为时间变量；
所述 和 计算方法如下：
其中，Kenv为建筑物围护结构的传热系数；Fenv为建筑物正对的散热面积；γ为温差修正系数；xh、xo和xw分别为房高附加率、朝向修正率和风力附加率； 为室外空气的定压比热容；ρair,ex为室外空气的密度；Linfil为渗透的冷风量；N为外门的冷风侵入附加率； 为建筑物外门传热引起的耗热量；η为外门基本耗热功率占建筑总体基本耗热功率的比值；
Lven为建筑物所需的通风量；
步骤1.2：建立逆流式热水-空气换热器模型：
其中，KRad和FRad分别为散热器的传热系数和散热面积；β为散热器组装片数、连接形式av in out
和安装形式综合修正系数；T 为散热器内热媒的平均温度；T 和T 分别为散热器的进水温度和出水温度；mw为热媒的流量；
步骤1.3：由公式7得散热功率与热网供水温度和室内温度的关系：
步骤1.4：设立系数α、α1、α2和α3，α、α1、α2和α3计算公式如下：
将系数α、α1、α2和α3代入公式5中，化简得：
求得其离散解为：
其中，n为调度的时间间隔数,n＝0,1,2…；Δt为调度的时间间隔； 为第b个调度时段的供水温度； 为第b个调度时段的室外温度,b＝n；
为保证供暖舒适性，室温在一定范围内波动：
其中， 和 分别为室温的下限和上限。
3.根据权利要求2所述的基于热惯性的热电联产系统混合时间尺度调度方法，其特征在于：所述热电联产系统混合时间尺度调度模型包括日前调度模型；所述日前调度模型的具体建立步骤如下：
步骤2.1：热电联产系统在区域热网热惯性模型、建筑物热惯性模型、节点流量平衡、温室平均温度、电网运行的约束下运行，供电设备一小时更新一次，供热设备1～24小时更新一次；
所述热网热惯性模型为公式1～4，所述建筑物热惯性模型为公式11～12，所述节点流量平衡如公式13所示：
其中，流入节点i的流量取正，流出取负；
所述温室平均温度如公式14所示：
其中, 为一天内室内温度的平均值，t表示时间变量， 为t时间段室内温度；
步骤2.2；建立目标函数，以下一日日运行费用的最小化为目标，具体目标函数如下：
其中， 和 分别表示t时段系统的燃料费用、运行维护费用、联络线
交互费用和弃风惩罚费用，所述 和 具体计算方法为：
其中 和 分别表示t时段第δ种燃料的耗量和该种燃料的价格； 和 分别表示t
时段第λ种燃料的耗量和该种燃料的价格； 和 分别表示t时段第σ种供电设备输出的电功率和该种设备的运行维护系数； 和 分别表示t时段第γ1种供热设备输出的热功率和该种设备的运行维护系数；Pttie,p和 分别表示t时段联络线上注入的电功率和该时段联络线上的电价；Pttie,s和 分别表示t时段联络线上输出的电功率和该时段联络线上的电价；Ptwind,real和Ptwind,cons分别表示t时段风电场的实际输出功率和消纳的风电功率；pwind表示弃风惩罚系数；Sfuel、Ssele、Selec和Sheat分别表示系统无需机组组合设备所用燃料的集合、需要机组组合设备所用燃料的集合、系统供电设备的集合和系统供热设备的集合；
步骤2.3；根据上述目标函数的结果，系统直接获得下一日机组组合、供电/供热设备启停状态和计划出力值以及系统联络线的传输功率。
4.根据权利要求3所述的基于热惯性的热电联产系统混合时间尺度调度方法，其特征在于：所述热电联产系统混合时间尺度调度模型还包括日内滚动调度模型，所述日内滚动调度模型具体建立的步骤如下：
步骤3.1：热电联产系统在区域热网热惯性模型、建筑物热惯性模型、节点流量平衡、温室平均温度、电网运行的约束下运行，日内滚动调度模型中供电设备15～30分钟更新一次，供热设备15分钟～6小时更新一次；
步骤3.2：以实现未来2-8小时内的运行费用的最小化、对剩余时间的供电、供热设备运时间进行滚动修正为目标，建立目标函数如下：
日内滚动调度模型中， 为t1时段系统的，燃料费用、运行维护费
用、联络线交互费用和弃风惩罚费用，计算方法参照公式16，并将参数t1，与日内滚动调度模型的时间间隔Δt代入公式16中，R为供电设备的调度时间尺度；为滚动修正次数；z为每一轮滚动修正的预测时间；
步骤3.3：根据上述目标函数的结果，系统直接获得慢/快响应设备的实际处理值、系统联络线的计划传输功率、以及慢/快响应设备的预留容量。
5.根据权利要求4所述的基于热惯性的热电联产系统混合时间尺度调度方法，其特征在于：所述热电联产系统混合时间尺度调度模型还包括实时调度模型，所述实时调度模型具体建立的步骤如下：
步骤4.1：热电联产系统在区域热网热惯性模型、建筑物热惯性模型、节点流量平衡、温室平均温度、电网运行的约束下运行，供电设备5～15分钟更新一次，供热设备5～30分钟更新一次；
步骤4.2：以实现未来2～8小时内联络线的实际功率与日内滚动调度模型中的功率之间的偏差的最小化，建立目标函数如下：
其中，R2为供电设备的调度时间尺度；t2为调度时刻，Z2为每一轮滚动优化的预测时间，表示t2时刻联络线上的实时交互功率， 表示t2时刻联络线上在日内滚动调度模型阶段的交互功率；
步骤4.3：根据上述目标函数，系统直接获得快响应设备的实际出力值、系统联络线的时间传输功率以及ACG机组的预留容量。
6.根据权利要求5所述的基于热惯性的热电联产系统混合时间尺度调度方法，其特征在于：所述热电联产系统混合时间尺度调度模型还包括自动发电控制模型；所述自动发电控制模型包括校正控制和阻塞管理，其中校正控制利用实时调度模型中预留的秒级AGC机组容量信息，结合AGC软件实时调度AGC机组，使系统频率和联络线功率传输达到信息物理系统考核指标；阻塞管理实时处理线路断面潮流越限问题，快速消除安全隐患。
7.根据权利要求6所述的基于热惯性的热电联产系统混合时间尺度调度方法，其特征在于：所述确定各个供热设备的调度时间尺度，具体包括如下几个方面：
一、确定量调节或分阶段改变温度的量调节供暖系统的大型热电联产机组的调度时间尺度，具体步骤为：
步骤5.1：对于外界环境温度下降的情况，给定室温初值并假设外界环境温度以最恶劣的情况下降，如式19所示：
其中， 为供水温度的最小值； 为室外温度的最大值； 为室外温度下降的最大速率；
步骤5.2：将时间从0依次增加Δt直至找到临界时间点 满足如下条件：
利用建筑物热惯性模型的公式11求解函数 得到的 为此情况
下大型热电联产机组的最大调度时间尺度；
步骤5.3对于外界环境温度上升的情况，给定室温初值并假设外界环境温度以最恶劣的情况上升，如公式20所示：
其中 为供水温度的最大值； 为室外温度的最小值； 为室外温度上升的最大
速率；
将时间从0依次增加Δt直至找到某一临界时间点 满足如下条件：
利用公式11求解函数 得到的 便是此情况下大型热电联产机
组的最大调度时间尺度；
将上述两种情况下的最大调度时间尺度利用到包含y个热用户的系统中，大型热电联产机组的最大调度时间尺度可公式23确定：
二、确定质调节或分阶段改变流量的质调节供暖系统大型热电联产机组的调度时间尺度，具体包括如下步骤：
步骤6.1:依据设备的运行约束和负荷特性确定大型热电联产机组的调度时间尺度满足下式：
Δtmin≤Δt≤Δtmax (24)
其中Δtmin为由机组运行约束确定的最小调度时间尺度；
步骤6.2：在日前调度模型中，以日运行费用为目标函数，依此取调度时间间隔为：
Δt＝εminΔtI,(εmin+1)ΔtI,...,(εmax-1)ΔtI (25)
其中ΔtI为日前调度阶段供电设备的调度时间间隔；系数εmin和εmax分别表征热电联产机组的最小和最大允许调度时间间隔，
其中，ceil()为向上取整函数；
得到各个调度时间尺度下系统的日运行费用，最后依据最小的日运行费用确定电联产机组的调度时间尺度；
三、其他供热设备调度时间尺度为相应混合时间尺度调度模型下供电设备时间尺度的
2～3倍。
基于热惯性的热电联产系统混合时间尺度调度方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
输出的热功率和该种设备的运行维护系数；Pttie，p和 分别表示t时段联络线上注入的电功率和该时段联络线上的电价；Pttie，s和 分别表示t时段联络线上输出的电功率和该时段联络线上的电价；Ptwind，real和Ptwind，cons分别表示t时段风电场的实际输出功率和消纳的风电功率；pwind表示弃风惩罚系数；Sfuel、Ssele、Selec和Sheat分别表示系统无需机组组合设备所用燃料的集合、需要机组组合设备所用燃料的集合、系统供电设备的集合和系统供热设备的集合。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 铝电解电容器及其封口橡胶 | 2020-12-18 | 1 |
| 一种能够准确测定聚合物水泥防水涂料拉伸性能的方法 | 2023-10-15 | 2 |
| 摇篮式转台刹车装置防掉落用液压保压单元及其工作方法 | 2021-08-15 | 0 |
| 一种电池系统及其控制方法 | 2020-11-22 | 1 |
| 一种四驱混合动力汽车热管理系统及其控制方法 | 2023-03-14 | 2 |
| 大数据的设备能效控制方法 | 2020-12-16 | 2 |
| 一种柔性交直流配电台区及其调度控制策略 | 2021-02-03 | 1 |
| 具有PHM功能的可并联配置的智能低边功率开关 | 2022-05-23 | 2 |
| 一种电荷泵式双节锂电池充电电路 | 2021-03-03 | 1 |
| 智能的三相负荷不平衡智能调节系统及其无线通信装置 | 2022-12-22 | 1 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
