；n表示熱交換器效率；Qh為實時的系統(tǒng)熱負 荷功率，單位：kw; 建立如式（16)所示的電能量平衡約束條件： P,n +K,+(K,+ )+(i^ + ) -(P：M +apcM +P；M +APiliscM ) = (Fec+APec)+Pd 式（ 16) 式中，Ppv表示實時光伏功率，單位：kW;Pwt表示實時風電功率，單位：kW;匕表示微型 燃氣輪機第t時段的電功率，單位：kW;APmt表示微型燃氣輪機出力的調(diào)整量，單位：kW; < 表示系統(tǒng)第t時段與主網(wǎng)交互功率，單位：kW;APg表示系統(tǒng)與主網(wǎng)交互功率的調(diào)整量，單 位：kW;匕,表示蓄電池第t時段的充電功率，單位：kW;APe，bt表示蓄電池充電功率的調(diào)整 量，單位：kW; 表示蓄電池第t時段放電功率，單位：kW;APdise，bt表示蓄電池放電功率 的調(diào)整量，單位：kW;戊表示電制冷機第t時段的輸入功率，單位：kW;APe。表示電制冷機機 輸入功率的調(diào)整量，單位：kW;Pel表示實時系統(tǒng)電負荷功率，單位：kW; 建立如式（17)所示的微型燃氣輪機運行的約束條件： u：rpT<p; nl+^pml<u'mrpr寸 式中，表示微型燃氣輪機第t時段運行狀態(tài)變量，=1表示微型燃氣輪機運行， K=〇表示微型燃氣輪機不運行；表示微型燃氣輪機出力的下限，單位：kw;P二表示微 型燃氣輪機第t時段的電功率，單位：kW;APmt表示微型燃氣輪機出力的調(diào)整量，單位：kw; 戶=表示微型燃氣輪機出力的上限，單位：kw;Pi表示微型燃氣輪機組在連續(xù)運行狀態(tài)時 的短時最大降功率，單位：kW;PL:.表示微型燃氣輪機組在連續(xù)運行狀態(tài)時的短時最大增功 率，單位：kW; 建立如式（18)所示的燃氣鍋爐運行的約束條件： 式中，if"表示燃氣鍋爐出力的下限，單位：kW;P/表示燃氣鍋爐第t時段的功率，單 位：kW;APb表示燃氣鍋爐出力的調(diào)整量，單位：kW;PT表示燃氣鍋爐出力的上限，單位： kff； 建立如式（19)所示的電網(wǎng)交互功率的約束條件： P；'KPs+APg <P；式（19) 式中，表示系統(tǒng)與主網(wǎng)交互功率的下限，單位：kW;<表示系統(tǒng)第t時段與主網(wǎng)交 互功率，單位：kW;APg表示系統(tǒng)與主網(wǎng)交互功率的調(diào)整量，單位：kW; 表示系統(tǒng)與主網(wǎng) 交互功率的上限，單位：kW; 建立如式（20)所示的蓄電池運行的約束條件：
式中，匕表不蓄電池第t時段的放電狀態(tài)，表不蓄電池放電，匕_=〇表 示蓄電池不充電也不放電；/T表示蓄電池充電功率上限，單位：kw; 表示蓄電池第t 時段放電功率，單位：kW;APdise;bt表示蓄電池放電功率的調(diào)整量，單位：kW; <&表示蓄電 池第t時段的充電功率，單位：kW;APe，b^示蓄電池充電功率的調(diào)整量，單位：kW; 表 示蓄電池第t時段的充電狀態(tài)，t/^=i表示蓄電池充電，M,h,=〇表示蓄電池不充電也不放 電；/T'表示蓄電池放電功率上限，單位：kW;C表示反饋校正前蓄電池內(nèi)的能量，單位： kWh;C+1表示反饋校正后的蓄電池內(nèi)的能量，單位：kWh; 〇bt表示蓄電池的自身能量損耗 率；n。#表示蓄電池的充電效率；ndisc;，bt表示蓄電池放電效率；表示蓄電池儲存能量 的下限，單位：kwh;汗?r表示蓄電池儲存能量的上限，單位：kWh;At' =l/12h; 建立如式（21)所示的蓄熱槽運行的約束條件：
式中，表示蓄熱槽第t時段的放熱狀態(tài)，表示蓄熱槽放熱，c4^=o表示 蓄熱槽不放熱也不蓄熱；PT表示蓄電池充電功率上限，單位：kw; 表示蓄熱槽第t時 段的放熱功率，單位：kw;APdise，tst表示蓄熱槽放熱功率的調(diào)整量，單位：kW; 表示蓄熱 槽第t時段的蓄熱功率，單位：kWh;AP。#表示蓄熱槽蓄熱功率的調(diào)整量，單位：kW;匕（ 表示蓄熱槽第t時段的蓄熱狀態(tài)，C/二=1表示蓄熱槽蓄熱，冗M=〇表示蓄熱槽不放熱也不 蓄熱；表示蓄熱槽的放熱功率上限，單位：kW;杧表示反饋校正前蓄熱槽內(nèi)的能量，單 位：kWh;J^+1表示反饋校正后的蓄熱槽內(nèi)的能量，單位：kWh; 〇 tst表示蓄熱槽的自身能量 損耗率；nust表示蓄熱槽的蓄熱效率；ndisc;，tst表示蓄熱槽釋放熱量的效率；cr表示蓄 熱槽儲存能量的下限，單位：kwh;cr表示蓄熱槽儲存能量的上限，單位：kwh; 最后，采用Yalmip優(yōu)化工具求解反饋校正模型，得到微型燃氣輪機出力、燃氣鍋爐出 力、吸附式制冷機輸入功率、電制冷機輸入功率、蓄電池充放電功率、蓄熱槽蓄放熱功率、系 統(tǒng)與電網(wǎng)交互的功率的調(diào)整量，將這些調(diào)整量分別下發(fā)到微型燃氣輪機、燃氣鍋爐、吸附式 制冷機、電制冷機、蓄電池、蓄熱槽設備進行調(diào)整；每5分鐘執(zhí)行一次步驟30)和步驟40)， 直到控制周期At內(nèi)執(zhí)行完畢； 步驟50)進入下一時刻，返回步驟10)，直至停止運行微電網(wǎng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的基于模型預測控制的冷熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)運行方法，其特征 在于，所述的步驟20)中， Cng=M-[Rng{P；ainmt+ninb)iHm}式⑵ 式中，At表示時間間隔；Rng表示天然氣價格，單位：Y/m3; 表示微型燃氣輪機第t 時段的電功率，單位：kW;nmt表示微型燃氣輪機的效率；Pbt表示燃氣鍋爐第t時段的功率， 單位：kW;nb表示燃氣鍋爐的效率；Hng表示天然氣熱值；
式中，表示微型燃氣輪機第t時段的電功率，單位：kW表示微型燃氣輪機運行 維護費用，單位：Y/kWh 表示燃氣鍋爐第t時段的功率，單位：kW洱。_表示燃氣鍋爐運 行維護費用，單位：Y/kWh 表示第t時段系統(tǒng)的熱負荷功率，單位：kw; 表示熱交換 器效率；表示熱交換器運行維護費用，單位：Y/kWh; &表示吸附式制冷機第t時段的 輸入功率，單位：1^;1(。1^。表示吸附式制冷機運行維護費用，單位：￥/1^11;6表示電制冷 機第t時段的輸入功率，單位：kW;1(。1^。表示電制冷機運行維護費用，單位：￥/1? 1;^表 示光伏第t時段的預測值；KM，PV表示光伏電池維護費用單位：Y/kWh;匕表示風電第t時 段的預測值；KM，wt表示風機維護費用單位：Y/kWh; 表示蓄電池第t時段的充電功率， 單位：kW 表示蓄電池第t時段放電功率，單位：kW;K?，bt表示蓄電池運行維護費用，單 位：Y/kWh; '表示蓄熱槽第t時段的蓄熱功率，單位：kWh; 表示蓄熱槽第t時段的 放熱功率，單位：kW;KM，tst表示蓄熱槽運行維護費用，單位：If/kWh;
式中，<表示系統(tǒng)第t時段從主網(wǎng)購電的價格，單位：If/kWh; &表示系統(tǒng)第t時段向 主網(wǎng)售電的價格；a為〇或者1，a= 1表示微電網(wǎng)可以向主網(wǎng)售電，a= 〇表示不允許微 電網(wǎng)向主網(wǎng)售電；g表示系統(tǒng)第t時段與主網(wǎng)交互功率，單位：kW，g>〇表示從主網(wǎng)購電， G<〇表不向主網(wǎng)售電。
3.按照權(quán)利要求2所述的基于模型預測控制的冷熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)運行方法，其特征 在于，所述的步驟20)中，At= 0.25h，Hng=9.78kWh/m3。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于模型預測控制的冷熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)運行方法，首先建立預測模型，預測未來控制時域內(nèi)風電功率、光伏功率、冷熱電負荷功率數(shù)據(jù)；每一時刻，根據(jù)最新預測結(jié)果以及各設備實時運行狀態(tài)，求解該滾動優(yōu)化模型，計算各設備在未來時段的出力，到下一時刻再根據(jù)最新的預測結(jié)果，重新計算滾動優(yōu)化模型；實時監(jiān)測風電、光伏、冷負荷、熱負荷、電負荷的實際值，并更新歷史數(shù)據(jù)，每5分鐘求解反饋校正模型，得到各設備的調(diào)整量，并下發(fā)到各設備進行調(diào)整，直到下一個滾動優(yōu)化時刻。本發(fā)明方法能夠很好地消除由于預測不準對系統(tǒng)優(yōu)化運行造成的影響，降低系統(tǒng)運行的風險，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，同時提高冷熱電聯(lián)供型微電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性。
【IPC分類】G06Q50-06
【公開號】CN104616208
【申請?zhí)枴緾N201510059153
【發(fā)明人】顧偉, 王志賀, 駱釗, 唐沂媛, 劉元園
【申請人】東南大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月4日