分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)并網(wǎng)運行在線優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)并網(wǎng)運行在線優(yōu)化方法，包括以下步驟：建立運行策略庫；根據(jù)運行策略建立系統(tǒng)運行約束模型和滾動優(yōu)化目標(biāo)模型；對得到的模型進行線性矩陣化的優(yōu)化處理；建立包括傳統(tǒng)優(yōu)化算法、智能算法和混合算法的優(yōu)化算法庫對優(yōu)化處理后的模型進行最優(yōu)求解；本發(fā)明在基本運行策略庫和優(yōu)化算法庫的支撐下，考慮了不同運行策略下系統(tǒng)運行約束模型的共性和差異，并將不同的運行策略采用同一線性矩陣形式來描述和優(yōu)化，不僅提高了系統(tǒng)約束模型的重用性和擴展性，而且有利于分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)在各指定策略下的在線優(yōu)化和控制實現(xiàn)，并為多種運行策略之間的在線優(yōu)選和切換提供了可能。
【專利說明】分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)并網(wǎng)運行在線優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟運行和節(jié)能減排【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)并網(wǎng)運行的優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的運行優(yōu)化問題是分布式能源系統(tǒng)經(jīng)濟運行和節(jié)能減排【技術(shù)領(lǐng)域】的熱點問題。分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)設(shè)備類型眾多，影響該系統(tǒng)運行的因素也很多，除了系統(tǒng)自身運行特性和外界參數(shù)(如環(huán)境、負(fù)荷需求、購售電價等)外，還包括各類人為設(shè)定的操作約束(如運行負(fù)荷限制)和邏輯法則(如以熱定電、以電定熱等)，再加上分布式冷熱電聯(lián)供繁多的運行策略，給系統(tǒng)的運行特性建模和在線優(yōu)化造成了較大的困難。尤其是在線優(yōu)化時，往往還要求模型具有易于求解和便于控制設(shè)計的特性，這對系統(tǒng)的建模和優(yōu)化過程提出了更高的要求。
[0003]現(xiàn)有的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)在線優(yōu)化技術(shù)主要存在如下兩個問題，一是沒有考慮不同運行策略對應(yīng)的模型之間的共性和差異，造成重復(fù)建模，模型形式不統(tǒng)一等現(xiàn)象，不利于各運行策略的在線設(shè)計以及優(yōu)選功能的實現(xiàn)；二是建模過程中對模型需具有的易于求解和便于控制設(shè)計的特性不夠重視，而且優(yōu)化求解時往往忽略優(yōu)化算法和模型特性之間的匹配性，造成在線優(yōu)化速度和最優(yōu)解質(zhì)量不盡如人意，實際應(yīng)用效果有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)并網(wǎng)運行在線優(yōu)化方法，使得系統(tǒng)在各指定策略下的在線優(yōu)化和控制更易于實現(xiàn)，并為多種運行策略之間的在線優(yōu)選和切換提供可能。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)并網(wǎng)運行在線優(yōu)化方法，包括以下步驟:
[0006](I)建立由負(fù)荷主次策略和指標(biāo)最優(yōu)策略組合得到的運行策略庫，基本的運行策略包括但不限于負(fù)荷主次策略和指標(biāo)最優(yōu)策略相互組合得到的所有策略:
[0007]負(fù)荷主次策略包括以熱(冷)定電、以電定熱(冷)和熱(冷)電平三種運行策略；
[0008]指標(biāo)最優(yōu)策略包括經(jīng)濟指標(biāo)最優(yōu)、能效指標(biāo)最優(yōu)、環(huán)保指標(biāo)最優(yōu)以及此二種指標(biāo)組合得到的多目標(biāo)最優(yōu)策略。
[0009](2)根據(jù)運行策略建立系統(tǒng)運行約束模型；
[0010](3)根據(jù)運行策略建立滾動優(yōu)化目標(biāo)模型；
[0011](4)對模型進行線性矩陣化的優(yōu)化處理將模型從混合整數(shù)非線性模型轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性矩陣模型，步驟(2) (3)建立的模型多為混合整數(shù)非線性方程組形式，為了便于在線實現(xiàn)和進行優(yōu)化求解，將優(yōu)化模型進行線性化處理并寫成矩陣形式。
[0012](5)建立包括傳統(tǒng)優(yōu)化算法、智能算法和混合算法的優(yōu)化算法庫對優(yōu)化處理后的模型進行最優(yōu)求解，針對含約束的混合整數(shù)優(yōu)化問題建立優(yōu)化算法庫，根據(jù)優(yōu)化求解精度和速度的要求選擇適合的算法對優(yōu)化模型進行求解。
[0013]進一步，所述系統(tǒng)運行約束模型為基于命題邏輯演算得到的混合整數(shù)等式和不等式約束方程組，用以描述包含系統(tǒng)自身運行規(guī)律、操作約束及邏輯規(guī)則在內(nèi)的連續(xù)和離散混合特性:
[0014]操作約束包括但不限于各設(shè)備的最大/最小運行負(fù)荷限制、負(fù)荷變化速率限制、購售電限制和冷熱電聯(lián)供單元的熱(冷)電比限制；
[0015]邏輯法則包含但不限于各設(shè)備之間的啟停關(guān)系邏輯、供應(yīng)熱(冷)電負(fù)荷的主次邏輯、主輔單元之間的順序邏輯；
[0016]各運行策略運行約束模型的差異主要體現(xiàn)在部分操作約束及邏輯規(guī)則上，與系統(tǒng)自身運行規(guī)律無關(guān)，因此，描述系統(tǒng)自身運行規(guī)律的方程組具有通用性，描述操作約束和邏輯規(guī)則的方程組根據(jù)各運行策略需求分別建立，并與描述系統(tǒng)自身運行規(guī)律的方程組聯(lián)立后形成各運行策略下的系統(tǒng)運行約束模型。
[0017]進一步，滾動優(yōu)化目標(biāo)模型根據(jù)各運行策略的最優(yōu)指標(biāo)需求和預(yù)測時間長度來確定，其基本形式為miti Σ ,，式中t表示時間，k表示第k個時段，M表示預(yù)測時段長度，
【權(quán)利要求】
1.一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)并網(wǎng)運行在線優(yōu)化方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)建立由負(fù)荷主次策略和指標(biāo)最優(yōu)策略組合得到的運行策略庫； (2)根據(jù)運行策略建立系統(tǒng)運行約束模型； (3)根據(jù)運行策略建立滾動優(yōu)化目標(biāo)模型； (4)對步驟(2)(3)得到的模型進行線性矩陣化的優(yōu)化處理將模型從混合整數(shù)非線性模型轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性矩陣模型； (5)建立包括傳統(tǒng)優(yōu)化算法、智能算法和混合算法的優(yōu)化算法庫對優(yōu)化處理后的模型進行最優(yōu)求解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)并網(wǎng)運行在線優(yōu)化方法，其特征在于:所述系統(tǒng)運行約束模型為基于命題邏輯演算得到的混合整數(shù)等式和不等式約束方程組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)并網(wǎng)運行在線優(yōu)化方法，其特征在 于:所述滾動優(yōu)化目標(biāo)模型的基本形式為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)并網(wǎng)運行在線優(yōu)化方法，其特征在于:步驟(4)所述的線性矩陣化的優(yōu)化處理，包括以下步驟: a、將約束模型中的各等式約束方程代入不等式約束方程和指標(biāo)方程中，消去相關(guān)變量，使得模型僅含不等式約束和指標(biāo)方程； b、最小值和絕對值項采用
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)并網(wǎng)運行在線優(yōu)化方法，其特征在于:步驟(5)中所述傳統(tǒng)優(yōu)化算法包括分支定界法、二次序列規(guī)劃法，智能算法包括遺傳算法、粒子群算法，混合算法包括GASA算法。
【文檔編號】G06Q10/04GK103455850SQ201310342068
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月7日
【發(fā)明者】張俊禮, 沈炯, 葛斌 申請人:東南大學(xué)