本發(fā)明屬于冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種基于兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化與控制的冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)運(yùn)行方法。

背景技術(shù)：

冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)由于在經(jīng)濟(jì)性、能效性和環(huán)保性等方面的突出優(yōu)勢(shì)，成為國(guó)內(nèi)外發(fā)展迅速的新能源產(chǎn)業(yè)。冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)以小規(guī)模、小容量和模塊化等多種方式就近安裝在用戶側(cè)，能夠提供冷、熱、電三種不同形式的能源，可滿足用戶多種負(fù)荷需求。同時(shí)冷熱電聯(lián)型微網(wǎng)使用無污染的天然氣能源，具有較高的能源利用率，且能夠接入風(fēng)電、光伏等新能源，能夠有效的緩解能源壓力，同時(shí)減少污染氣體、固體顆粒的排放。

目前，冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行方法大多僅根據(jù)日前或日內(nèi)調(diào)度計(jì)劃指令。由于可再生能源的和用戶負(fù)荷具有一定的隨機(jī)特性，因此等在實(shí)時(shí)運(yùn)行中實(shí)際值與預(yù)測(cè)值會(huì)存在一定偏差，導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行往往偏離日前或日內(nèi)調(diào)度計(jì)劃，一方面給系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來不利影響，另一方面對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成威脅。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提出一種基于兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化與控制的冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)運(yùn)行方法，實(shí)現(xiàn)了冷熱電微網(wǎng)日內(nèi)、實(shí)時(shí)兩個(gè)時(shí)間尺度的協(xié)調(diào)調(diào)度，在保證系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)，消除了系能源不確定性和負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差給系統(tǒng)帶來的不利影響，實(shí)現(xiàn)冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種基于兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化與控制的冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)運(yùn)行方法，該運(yùn)行方法包括以下步驟：

步驟10)：冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)日內(nèi)滾動(dòng)調(diào)度：根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，以冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)運(yùn)行成本最小為優(yōu)化目標(biāo)，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行約束條件，結(jié)合預(yù)測(cè)的可再生能源發(fā)電功率、負(fù)荷需求進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，確定冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)中各設(shè)備的滾動(dòng)出力、向電網(wǎng)購(gòu)電或售電量；

步驟20)：建立冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)度模型，以基于調(diào)度波動(dòng)懲罰的冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行成本最小為優(yōu)化目標(biāo)，根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行約束條件，結(jié)合可再生能源發(fā)電功率、負(fù)荷需求的實(shí)時(shí)值，對(duì)步驟10得到的日內(nèi)滾動(dòng)調(diào)度的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行修正，確定冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)中各設(shè)備的實(shí)時(shí)出力，向電網(wǎng)購(gòu)電或售電量實(shí)時(shí)值。

作為優(yōu)選例，所述的步驟10)中，冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)運(yùn)行成本目標(biāo)函數(shù)，如式(1)所示：

式中，C表示系統(tǒng)運(yùn)行成本；k表示當(dāng)前時(shí)刻；M表示控制時(shí)域；表示第t時(shí)段冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)與電網(wǎng)交互的成本，表達(dá)式如式(2)所示；表示系統(tǒng)第t時(shí)段的燃料成本，表達(dá)式如式(3)所示；表示第t時(shí)段的蓄電池老化成本，表達(dá)式如式(4)所示；表示系統(tǒng)第t時(shí)段的運(yùn)行維護(hù)成本，表達(dá)式如式(5)所示；

式中，表示第t時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)購(gòu)電電價(jià)，單位：元/kWh；表示第t時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)購(gòu)電功率，單位：kW；表示第t時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)售電電價(jià)，單位：元/kWh；表示第t時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)售電功率，單位：kW；Δt表示時(shí)間間隔；

式中，表示第t時(shí)段系統(tǒng)購(gòu)買天然氣價(jià)格，單位：元/m³；表示第t時(shí)段微型燃?xì)廨啓C(jī)所消耗燃料功率，單位：kW；表示第t時(shí)段燃?xì)忮仩t所消耗燃料功率，單位：kW；H_ng表示天然氣熱值，單位：kWh/m³；

式中，R_bt表示電池的單位時(shí)間老化成本，單位：元/h；表示第t時(shí)段蓄電池放電狀態(tài)，表示蓄電池放電，表示蓄電池充電；表示第t時(shí)段蓄電池充電狀態(tài)，表示蓄電池放電；表示蓄電池充電；

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t時(shí)段的電功率，單位：kW；R_mt,rm表示微型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，單位：元/kWh；表示燃?xì)忮仩t第t時(shí)段的功率，單位：kW；R_b,rm表示燃?xì)忮仩t運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，單位：元/kWh；表示第t時(shí)段系統(tǒng)的熱負(fù)荷功率，單位：kW；h_he表示熱交換器效率；R_he,rm表示熱交換器運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，單位：元/kWh；表示吸附式制冷機(jī)第t時(shí)段的輸入功率，單位：kW；R_ac,rm表示吸附式制冷機(jī)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，單位：元/kWh；表示電制冷機(jī)第t時(shí)段的輸入功率，單位：kW；R_ec,rm表示電制冷機(jī)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，單位：元/kWh；表示光伏第t時(shí)段的預(yù)測(cè)值；R_pv,rm表示光伏電池維護(hù)費(fèi)用單位：元/kWh；表示蓄電池第t時(shí)段的充電功率，單位：kW；表示蓄電池第t時(shí)段放電功率，單位：kW；R_bt,rm表示蓄電池運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用系數(shù)，單位：元/kWh；表示蓄熱槽第t時(shí)段的蓄熱功率，單位：kWh；表示蓄熱槽第t時(shí)段的放熱功率，單位：kW；R_tst,rm表示蓄熱槽運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用系數(shù)，單位：元/kWh。

作為優(yōu)選例，所述的步驟10)中，系統(tǒng)運(yùn)行約束條件具體包括系統(tǒng)冷功率平衡約束、系統(tǒng)熱功率平衡約束、系統(tǒng)電功率平衡約束、燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行約束和儲(chǔ)能設(shè)備約束，其中，

確定系統(tǒng)冷功率平衡約束，如式(6)所示：

式中，COP_ac表示吸附式制冷機(jī)的制冷系數(shù)；表示吸附式制冷機(jī)第t時(shí)段的輸入功率，單位：kW；COP_ec表示電制冷機(jī)的制冷系數(shù)；表示電制冷機(jī)第t時(shí)段的輸入功率，單位：kW；表示第t時(shí)刻系統(tǒng)冷負(fù)荷功率，單位：kW；

確定系統(tǒng)熱功率平衡約束，如式(7)所示：

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t時(shí)段的熱功率，單位：kW；η_re表示余熱回收器效率；表示燃?xì)忮仩t第t時(shí)段的功率，單位：kW；表示吸附式制冷機(jī)第t時(shí)段的輸入功率，單位：kW；表示蓄熱槽第t時(shí)段的放熱功率，單位：kWh；表示蓄熱槽第t時(shí)段的蓄熱功率，單位：kW；表示第t時(shí)段系統(tǒng)的熱負(fù)荷功率，單位：kW；η_he表示熱交換器效率；

確定系統(tǒng)電功率平衡約束，如式(8)所示：

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t時(shí)段的電功率，單位：kW；表示系統(tǒng)第t時(shí)段從電網(wǎng)的購(gòu)電功率，單位：kW；表示電制冷機(jī)第t時(shí)段的輸入功率，單位：kW；表示蓄電池第t時(shí)段的放電功率，單位：kW；表示蓄電池第t時(shí)段充電功率，單位：kW；表示系統(tǒng)第t時(shí)段向電網(wǎng)出售電功率，單位：kW；P_l^t表示第t時(shí)段系統(tǒng)電負(fù)荷功率，單位：kW；表示光伏第t時(shí)段的預(yù)測(cè)值，單位：kW；表示風(fēng)電第t時(shí)段的預(yù)測(cè)值，單位：kW；

建立如式(9)～式(10)所示的微型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行約束：

確定微型燃?xì)廨啓C(jī)啟停爬坡約束和連續(xù)運(yùn)行爬坡約束，如式(9)所示：

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t時(shí)段運(yùn)行狀態(tài)變量，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)停機(jī)；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)出力的下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)出力的上限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t時(shí)段的電功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)組在連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的最大降功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t-1時(shí)段的電功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)組啟動(dòng)時(shí)的最大增功率，單位：kW；

確定微型燃?xì)廨啓C(jī)的熱、電功率約束，如式(10)所示：

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第1段的電功率下限，單位：kW；L_mt表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線索引集合；表示第t時(shí)段微型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)生的電功率落在熱電效率曲線第k段上的量，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啛犭娦是€分段線性化的第k段二進(jìn)制編碼變量；表示微型燃?xì)廨啛犭娦是€分段線性化的第j段二進(jìn)制編碼變量；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第k段的電功率下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第k+1段的電功率下限，單位：kW；

表示微型燃?xì)廨啓C(jī)在第t時(shí)段運(yùn)行產(chǎn)生的熱功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第1段的熱功率下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)熱電效率曲線分段線性化后第k段的斜率；

確定燃?xì)忮仩t功率約束，如式(11)所示：

式中，表示燃?xì)忮仩t出力的下限，單位：kW；表示燃?xì)忮仩t第t時(shí)段的功率，單位：kW；表示燃?xì)忮仩t出力的上限，單位：kW；

確定冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)與電網(wǎng)交互功率約束，如式(12)所示：

式中，表示第t時(shí)段冷熱電微網(wǎng)從電網(wǎng)購(gòu)電功率，單位：kW；表示第t時(shí)段冷熱電微網(wǎng)從電網(wǎng)購(gòu)電狀態(tài)，表示第t時(shí)段從電網(wǎng)購(gòu)電，表示第t時(shí)段不從電網(wǎng)購(gòu)電；表示系統(tǒng)與主網(wǎng)功率交互的上限，單位kW；表示第t時(shí)段冷熱電微網(wǎng)向電網(wǎng)售電功率，單位：kW；表示第t時(shí)段冷熱電微網(wǎng)向電網(wǎng)售電狀態(tài)，表示第t時(shí)段向電網(wǎng)售電，表示第t時(shí)段不從電網(wǎng)售電；

確定蓄電池運(yùn)行的約束條件，如式(13)所示：

式中，表示蓄電池第t時(shí)段的充電狀態(tài)，表示蓄電池充電；表示蓄電池不充電；表示蓄電池的充電功率最小值，單位：kW；表示第t時(shí)段蓄電池的充電功率，單位：kW；表示蓄電池的充電功率最大值，單位：kW；表示蓄電池第t時(shí)段的放電狀態(tài)，表示蓄電池放電；表示蓄電池不放電；表示蓄電池的放電功率最小值，單位：kW；表示第t時(shí)段蓄電池的放電功率，單位：kW；表示蓄電池的放電功率最大值，單位：kW；表示蓄電池內(nèi)第t時(shí)段的能量，單位：kWh；表示蓄電池內(nèi)第t-1時(shí)段的能量，單位：kWh；σ_bt表示蓄電池的自身能量損耗率；表示蓄電池的充電效率；表示蓄電池放電效率；表示蓄電池儲(chǔ)存能量的下限，單位：kWh；表示蓄電池儲(chǔ)存能量的上限，單位：kWh；Δt表示時(shí)間間隔；

確定蓄熱槽運(yùn)行的約束條件，如式(14)所示：

式中，表示蓄熱槽第t時(shí)段的放熱狀態(tài)，表示蓄熱槽放熱，表示蓄熱槽不放熱；表示蓄熱槽的蓄熱功率下限，單位kW；表示蓄熱槽第t時(shí)段的放熱功率，單位：kW；表示蓄熱槽的蓄熱功率上限，單位kW；表示蓄熱槽第t時(shí)段的蓄熱狀態(tài)，表示蓄熱槽蓄熱，表示蓄熱槽不蓄熱；表示蓄熱槽的放熱功率下限，單位：kW；表示蓄熱槽第t時(shí)段的蓄熱功率，單位：kWh；表示蓄熱槽的放熱功率上限，單位：kW；表示蓄熱槽內(nèi)第t時(shí)段的能量，單位：kWh；表示蓄熱槽內(nèi)第t-1時(shí)段的能量，單位：kWh；σ_tst表示蓄熱槽的自身能量損耗率；表示蓄熱槽的蓄熱效率；表示蓄熱槽釋放熱量的效率；表示蓄熱槽儲(chǔ)存能量的上限，單位：kWh；表示蓄熱槽儲(chǔ)存能量的下限，單位：kWh；

結(jié)合冷、熱、電負(fù)荷預(yù)測(cè)值和冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)中各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，利用CPLEX優(yōu)化工具求解優(yōu)化模型，獲得微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)忮仩t、吸附式制冷機(jī)、電制冷機(jī)和儲(chǔ)能設(shè)備在后續(xù)M個(gè)時(shí)段的出力。

作為優(yōu)選例，所述的步驟10)中，Δt＝15min，H_ng＝9.78kWh/m³。

作為優(yōu)選例，所述步驟20)包括：

步驟201)建立冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)度模型，具體包括：

確定冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)度階段的系統(tǒng)運(yùn)行目標(biāo)函數(shù)，如式(15)所示：

式中，Δt′表示實(shí)時(shí)調(diào)度的時(shí)間間隔，且N*Δt′＝Δt，N為正整數(shù)；C^t+Δt′表示第t+Δt′時(shí)段的系統(tǒng)運(yùn)行成本；表示第t+Δt′時(shí)段冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)與電網(wǎng)交互的成本，表達(dá)式如式(16)所示；表示系統(tǒng)第t+Δt′時(shí)段的燃料成本，表達(dá)式如式(17)所示；表示第t+Δt′時(shí)段的電池老化成本，表達(dá)式如式(18)所示；表示系統(tǒng)第t+Δt′時(shí)段的運(yùn)行維護(hù)成本；

式中，表示第t時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)購(gòu)電電價(jià)，單位：元/kWh；表示第t+Δt′時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)購(gòu)電功率，單位：kW；表示第t時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)售電電價(jià)，單位：元/kWh；表示第t+Δt′時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)售電功率，單位：kW；μ_grid表示微網(wǎng)與電網(wǎng)功率交互波動(dòng)懲罰因子，單位：元/(kW²·h)；表示第t時(shí)段根據(jù)步驟10)的日內(nèi)調(diào)度模型得到的微網(wǎng)從電網(wǎng)購(gòu)買電功率優(yōu)化值，單位：kW；表示第t時(shí)段根據(jù)步驟10)的日內(nèi)調(diào)度模型得到的微網(wǎng)向電網(wǎng)售電功率優(yōu)化值，單位：kW；

式中，表示第t時(shí)段系統(tǒng)購(gòu)買天然氣價(jià)格，單位：元/m³；表示第t+Δt′時(shí)段微型燃?xì)廨啓C(jī)所消耗燃料功率，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)段燃?xì)忮仩t所消耗燃料功率，單位：kW；μ_mt表示微型燃?xì)廨啓C(jī)電功率波動(dòng)懲罰因子，單位：元/(kW²·h)；表示第t+Δt′時(shí)段微型燃?xì)廨啓C(jī)輸出電功率，單位：kW；表示第t時(shí)段根據(jù)步驟10)的日內(nèi)調(diào)度模型得到的微型燃?xì)廨啓C(jī)電功率優(yōu)化值，單位：kW；μ_b表示微型燃?xì)廨啓C(jī)熱功率波動(dòng)懲罰因子，單位：元/(kW²·h)；表示第t+Δt′時(shí)段微型燃?xì)廨啓C(jī)輸出熱功率，單位：kW；表示第t時(shí)段根據(jù)步驟10)的日內(nèi)調(diào)度模型得到的微型燃?xì)廨啓C(jī)熱功率優(yōu)化值，單位：kW；

式中，μ_bt表示蓄電池充放電波動(dòng)懲罰因子，單位：元/(kW²·h)；表示第t+Δt′時(shí)段蓄電池放電功率，單位：kW；表示第t時(shí)段根據(jù)步驟10)的日內(nèi)調(diào)度模型得到的蓄電池放電功率優(yōu)化值，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)段蓄電池充電功率，單位：kW；表示第t時(shí)段根據(jù)步驟10)的日內(nèi)調(diào)度模型得到的蓄電池充電功率優(yōu)化值，單位：kW；

確定實(shí)時(shí)調(diào)度階段的系統(tǒng)運(yùn)行約束條件，包括系統(tǒng)冷功率平衡約束、系統(tǒng)熱功率平衡約束、系統(tǒng)電功率平衡約束、燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行約束和儲(chǔ)能設(shè)備約束；其中，

系統(tǒng)冷功率平衡約束如式(19)所示：

式中，COP_ac表示吸附式制冷機(jī)的制冷系數(shù)；表示吸附式制冷機(jī)第t+Δt′時(shí)段的輸入功率，單位：kW；COP_ec表示電制冷機(jī)的制冷系數(shù)；表示電制冷機(jī)第t+Δt′時(shí)段的輸入功率，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)刻系統(tǒng)冷負(fù)荷功率，單位：kW；

系統(tǒng)熱功率平衡約束如式(20)所示：

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t+Δt′時(shí)段的熱功率，單位：kW；η_re表示余熱回收器效率；表示燃?xì)忮仩t第t+Δt′時(shí)段的功率，單位：kW；表示吸附式制冷機(jī)第t+Δt′時(shí)段的輸入功率，單位：kW；表示蓄熱槽第t+Δt′時(shí)段的放熱功率，單位：kWh；表示蓄熱槽第t+Δt′時(shí)段的蓄熱功率，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)段系統(tǒng)的熱負(fù)荷功率，單位：kW；η_he表示熱交換器效率；

確定實(shí)時(shí)調(diào)度階段系統(tǒng)電功率平衡約束，如式(21)所示：

式中，表示光伏第t+Δt′時(shí)段的預(yù)測(cè)值，單位：kW；表示風(fēng)電第t+Δt′時(shí)段的預(yù)測(cè)值，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t+Δt′時(shí)段的電功率，單位：kW；表示電制冷機(jī)第t+Δt′時(shí)段的輸入功率，單位：kW；表示系統(tǒng)第t+Δt′時(shí)段與主網(wǎng)交互功率，單位：kW；表示蓄電池第t+Δt′時(shí)段的放電功率，單位：kW；P_l^t+Δt′表示第t+Δt′時(shí)段系統(tǒng)電負(fù)荷功率，單位：kW；表示蓄電池第t+Δt′時(shí)段充電功率，單位：kW；表示系統(tǒng)第t+Δt′時(shí)段向電網(wǎng)出售電功率，單位：kW；

建立如式(22)～式(23)所示的微型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行約束：

確定微型燃?xì)廨啓C(jī)啟停爬坡約束和連續(xù)運(yùn)行爬坡約束，如式(22)所示：

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t+Δt′時(shí)段運(yùn)行狀態(tài)變量，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)停機(jī)；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)出力的下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)出力的上限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t+Δt′時(shí)段的電功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)組在連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的最大降功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)組啟動(dòng)時(shí)的最大增功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t時(shí)段的電功率，單位：kW；

確定實(shí)時(shí)調(diào)度階段微型燃?xì)廨啓C(jī)的熱、電功率約束，如式(23)所示：

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第1段的電功率下限，單位：kW；L_mt表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線索引集合；表示第t+Δt′時(shí)段微型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)生的電功率落在熱電效率曲線第k分段上的量，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啛犭娦是€分段線性化的第k段二進(jìn)制編碼變量；表示微型燃?xì)廨啛犭娦是€分段線性化的第j段二進(jìn)制編碼變量；

表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第k段的電功率下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第k+1段的電功率下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)在第t+Δt′時(shí)段運(yùn)行產(chǎn)生的熱功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第1段的熱功率下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)熱電效率曲線分段線性化后第k段的斜率；

確定實(shí)時(shí)調(diào)度階段燃?xì)忮仩t功率約束，如式(24)所示：

式中，表示燃?xì)忮仩t出力的下限，單位：kW；表示燃?xì)忮仩t第t+Δt′時(shí)段的功率，單位：kW；表示燃?xì)忮仩t出力的上限，單位：kW；

確定實(shí)時(shí)調(diào)度階段冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)與電網(wǎng)交互功率約束，如式(25)所示：

式中，表示第t+Δt′時(shí)段冷熱電微網(wǎng)從電網(wǎng)購(gòu)電功率，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)段冷熱電微網(wǎng)從電網(wǎng)購(gòu)電狀態(tài)，表示第t+Δt′時(shí)段從電網(wǎng)購(gòu)電，表示第t+Δt′時(shí)段不從電網(wǎng)購(gòu)電；表示系統(tǒng)與主網(wǎng)功率交互的上限，單位kW；表示第t+Δt′時(shí)段冷熱電微網(wǎng)向電網(wǎng)售電功率，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)段冷熱電微網(wǎng)向電網(wǎng)售電狀態(tài)，表示第t+Δt′時(shí)段向電網(wǎng)售電，表示第t+Δt′時(shí)段不從電網(wǎng)售電；

確定實(shí)時(shí)調(diào)度階段蓄電池運(yùn)行的約束條件如式(26)所示：

式中，表示蓄電池第t-1時(shí)段的充電狀態(tài)，表示蓄電池充電，表示蓄電池不充電；表示蓄電池的充電功率最小值，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)段蓄電池的充電功率，單位：kW；表示蓄電池的充電功率最大值，單位：kW；表示蓄電池第t-1時(shí)段的放電狀態(tài)，表示蓄電池放電，表示蓄電池不放電；表示蓄電池的放電功率最小值，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)段蓄電池的放電功率，單位：kW；表示蓄電池的放電功率最大值，單位：kW；表示蓄電池內(nèi)第t時(shí)段的能量，單位：kWh；表示蓄電池內(nèi)第t+Δt′的能量，單位：kWh；σ_bt表示蓄電池的自身能量損耗率；表示蓄電池的充電效率；表示蓄電池放電效率；表示蓄電池儲(chǔ)存能量的下限，單位：kWh；表示蓄電池儲(chǔ)存能量的上限，單位：kWh；

步驟202)中，對(duì)實(shí)時(shí)調(diào)度模型進(jìn)行求解，得到微型燃?xì)廨啓C(jī)出力、燃?xì)忮仩t出力、吸附式制冷機(jī)輸入功率、電制冷機(jī)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?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)忮仩t、吸附式制冷機(jī)、電制冷機(jī)、蓄電池、蓄熱槽設(shè)備，微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)忮仩t、吸附式制冷機(jī)、電制冷機(jī)、蓄電池、蓄熱槽設(shè)備按照調(diào)整后的量運(yùn)行。

作為優(yōu)選例，所述的步驟20)還包括步驟203)：每隔Δt′時(shí)間，返回步驟201)，直到控制周期Δt內(nèi)執(zhí)行完畢，進(jìn)入步驟30)。

作為優(yōu)選例，所述的步驟30)包括：執(zhí)行下一個(gè)周期Δt，并返回步驟10)，同時(shí)將上一周期Δt獲取的新能源和負(fù)荷數(shù)據(jù)更新到最新的歷史數(shù)據(jù)中；直至所有的周期執(zhí)行完畢。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的基于兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化與控制的冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)運(yùn)行方法，在保證系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)，消除了系能源不確定性和負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差給系統(tǒng)帶來的不利影響，實(shí)現(xiàn)冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的目的。該運(yùn)行方法首先在調(diào)度周期內(nèi)建立了冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)日內(nèi)滾動(dòng)調(diào)度模型，在模型對(duì)微型燃?xì)廨啓C(jī)的熱電功率曲線進(jìn)行分段線性化建模，提高了微型燃?xì)廨啓C(jī)建模精確度；每一時(shí)刻利用可再生能源和負(fù)荷的預(yù)測(cè)值，使用CPLEX求解該調(diào)度模型，得出冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)中微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)忮仩t等設(shè)備的出力；然后以更小的時(shí)間周期為調(diào)度周期建立冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)的實(shí)時(shí)調(diào)度模型，根據(jù)新能源實(shí)時(shí)發(fā)電量和負(fù)荷實(shí)時(shí)值，以實(shí)時(shí)運(yùn)行成本最小為目標(biāo)函數(shù)，求解實(shí)時(shí)調(diào)度模型，得到冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)中各設(shè)備的實(shí)時(shí)出力并下發(fā)指令，直到下一個(gè)滾動(dòng)周期。本發(fā)明方法能夠提高冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)消除系新能源和負(fù)荷的隨機(jī)性波動(dòng)給冷熱電聯(lián)動(dòng)型微網(wǎng)帶來的不利影響，保證系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中的系統(tǒng)運(yùn)行流程圖。

圖2是本發(fā)明中的微型燃?xì)廨啓C(jī)的熱電效率曲線分段線性化示意圖。

圖3是本發(fā)明中的冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明中的多時(shí)間尺度協(xié)同調(diào)度時(shí)間片示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行深入地詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施案例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定發(fā)明。

本發(fā)明實(shí)施例的一種基于兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化與控制的冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)運(yùn)行方法，屬于冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)領(lǐng)域。如圖2所示，冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)中微網(wǎng)燃?xì)廨啓C(jī)的熱電效率曲線分段線性化示意圖。圖中用一定數(shù)量的線段對(duì)微型燃?xì)廨啓C(jī)熱電效率曲線進(jìn)行線性插值，實(shí)現(xiàn)對(duì)非線性效率曲線的線性化。熱電效率曲線分段線性方法一方面可以將非線性模型轉(zhuǎn)化為線性模型，使模型易于求解，另一方面可較為精確的描述微網(wǎng)燃?xì)廨啓C(jī)額熱熱電關(guān)系。圖3所示是冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)由微型燃?xì)廨啓C(jī)、熱回收裝置、鍋爐、電制冷設(shè)備、吸收式制冷設(shè)備、換熱器、蓄電池和儲(chǔ)熱罐等組成，該系統(tǒng)同時(shí)接入風(fēng)電或光伏等可再生能源。該系統(tǒng)中，微型燃?xì)廨啓C(jī)、鍋爐、可再生能源為能源生產(chǎn)單位，大電網(wǎng)用以補(bǔ)充系統(tǒng)不足的電能需求或吸收多余的電能。系統(tǒng)同時(shí)向負(fù)荷提供電、熱、冷三種能量需求。圖4所示是多時(shí)間尺度協(xié)同調(diào)度時(shí)間片示意圖。日內(nèi)調(diào)度的調(diào)度周期(即分辨率)為15min，在進(jìn)入日內(nèi)調(diào)度的每一個(gè)調(diào)度周期起點(diǎn)，基于新能源出力和負(fù)荷的預(yù)測(cè)值求解調(diào)度結(jié)果；之后進(jìn)入實(shí)時(shí)調(diào)度，實(shí)時(shí)調(diào)度的調(diào)度周期(即分辨率)為5min，該階段，根據(jù)日內(nèi)調(diào)度的調(diào)度結(jié)果，結(jié)合可再生能源和負(fù)荷的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)值求解實(shí)時(shí)調(diào)度結(jié)果。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的一種基于兩階段協(xié)調(diào)優(yōu)化與控制的冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)運(yùn)行方法，包括以下步驟：

步驟10)：冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)日內(nèi)滾動(dòng)調(diào)度：根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，以冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)運(yùn)行成本最小為優(yōu)化目標(biāo)，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行約束條件，結(jié)合預(yù)測(cè)的可再生能源發(fā)電功率、負(fù)荷需求進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，確定冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)中各設(shè)備的滾動(dòng)出力、向電網(wǎng)購(gòu)電或售電量。所述的歷史數(shù)據(jù)包括新能源和負(fù)荷數(shù)據(jù)。

其中，步驟10)中，冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)運(yùn)行成本目標(biāo)函數(shù)，如式(1)所示：

式中，C表示系統(tǒng)運(yùn)行成本；k表示當(dāng)前時(shí)刻；M表示控制時(shí)域；表示第t時(shí)段冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)與電網(wǎng)交互的成本，表達(dá)式如式(2)所示；表示系統(tǒng)第t時(shí)段的燃料成本，表達(dá)式如式(3)所示；表示第t時(shí)段的蓄電池老化成本，表達(dá)式如式(4)所示；表示系統(tǒng)第t時(shí)段的運(yùn)行維護(hù)成本，表達(dá)式如式(5)所示。

式中，表示第t時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)購(gòu)電電價(jià)，單位：元/kWh；表示第t時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)購(gòu)電功率，單位：kW；表示第t時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)售電電價(jià)，單位：元/kWh；表示第t時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)售電功率，單位：kW；Δt表示時(shí)間間隔。作為優(yōu)選，Δt＝15min。

式中，表示第t時(shí)段系統(tǒng)購(gòu)買天然氣價(jià)格，單位：元/m³；表示第t時(shí)段微型燃?xì)廨啓C(jī)所消耗燃料功率，單位：kW；表示第t時(shí)段燃?xì)忮仩t所消耗燃料功率，單位：kW；H_ng表示天然氣熱值，單位：kWh/m³。H_ng＝9.78kWh/m³。

式中，R_bt表示電池的單位時(shí)間老化成本，單位：元/h；表示第t時(shí)段蓄電池放電狀態(tài)，表示蓄電池放電，表示蓄電池充電；表示第t時(shí)段蓄電池充電狀態(tài)，表示蓄電池放電；表示蓄電池充電；

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t時(shí)段的電功率，單位：kW；R_mt,rm表示微型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，單位：元/kWh；表示燃?xì)忮仩t第t時(shí)段的功率，單位：kW；R_b,rm表示燃?xì)忮仩t運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，單位：元/kWh；表示第t時(shí)段系統(tǒng)的熱負(fù)荷功率，單位：kW；η_he表示熱交換器效率；R_he,rm表示熱交換器運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，單位：元/kWh；表示吸附式制冷機(jī)第t時(shí)段的輸入功率，單位：kW；R_ac,rm表示吸附式制冷機(jī)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，單位：元/kWh；表示電制冷機(jī)第t時(shí)段的輸入功率，單位：kW；R_ec,rm表示電制冷機(jī)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，單位：元/kWh；表示光伏第t時(shí)段的預(yù)測(cè)值；R_pv,rm表示光伏電池維護(hù)費(fèi)用單位：元/kWh；表示蓄電池第t時(shí)段的充電功率，單位：kW；表示蓄電池第t時(shí)段放電功率，單位：kW；R_bt,rm表示蓄電池運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用系數(shù)，單位：元/kWh；表示蓄熱槽第t時(shí)段的蓄熱功率，單位：kWh；表示蓄熱槽第t時(shí)段的放熱功率，單位：kW；R_tst,rm表示蓄熱槽運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用系數(shù)，單位：元/kWh。

步驟10)中，系統(tǒng)運(yùn)行約束條件具體包括系統(tǒng)冷功率平衡約束、系統(tǒng)熱功率平衡約束、系統(tǒng)電功率平衡約束、燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行約束和儲(chǔ)能設(shè)備約束；其中，

確定系統(tǒng)冷功率平衡約束，如式(6)所示：

式中，COP_ac表示吸附式制冷機(jī)的制冷系數(shù)；表示吸附式制冷機(jī)第t時(shí)段的輸入功率，單位：kW；COP_ec表示電制冷機(jī)的制冷系數(shù)；表示電制冷機(jī)第t時(shí)段的輸入功率，單位：kW；表示第t時(shí)刻系統(tǒng)冷負(fù)荷功率，單位：kW。

確定系統(tǒng)熱功率平衡約束，如式(7)所示：

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t時(shí)段的熱功率，單位：kW；η_re表示余熱回收器效率；表示燃?xì)忮仩t第t時(shí)段的功率，單位：kW；表示吸附式制冷機(jī)第t時(shí)段的輸入功率，單位：kW；表示蓄熱槽第t時(shí)段的放熱功率，單位：kWh；表示蓄熱槽第t時(shí)段的蓄熱功率，單位：kW；表示第t時(shí)段系統(tǒng)的熱負(fù)荷功率，單位：kW；η_he表示熱交換器效率。

確定系統(tǒng)電功率平衡約束，如式(8)所示：

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t時(shí)段的電功率，單位：kW；表示系統(tǒng)第t時(shí)段從電網(wǎng)的購(gòu)電功率，單位：kW；表示電制冷機(jī)第t時(shí)段的輸入功率，單位：kW；表示蓄電池第t時(shí)段的放電功率，單位：kW；表示蓄電池第t時(shí)段充電功率，單位：kW；表示系統(tǒng)第t時(shí)段向電網(wǎng)出售電功率，單位：kW；P_l^t表示第t時(shí)段系統(tǒng)電負(fù)荷功率，單位：kW；表示光伏第t時(shí)段的預(yù)測(cè)值，單位：kW；表示風(fēng)電第t時(shí)段的預(yù)測(cè)值，單位：kW。

建立如式(9)～式(10)所示的微型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行約束：

確定微型燃?xì)廨啓C(jī)啟停爬坡約束和連續(xù)運(yùn)行爬坡約束，如式(9)所示：

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t時(shí)段運(yùn)行狀態(tài)變量，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)停機(jī)；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)出力的下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)出力的上限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t時(shí)段的電功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)組在連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的最大降功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t-1時(shí)段的電功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)組啟動(dòng)時(shí)的最大增功率，單位：kW。

確定微型燃?xì)廨啓C(jī)的熱、電功率約束，如式(10)所示：

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第1段的電功率下限，單位：kW；L_mt表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線索引集合；表示第t時(shí)段微型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)生的電功率落在熱電效率曲線第k段上的量，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啛犭娦是€分段線性化的第k段二進(jìn)制編碼變量；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第k段的電功率下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第k+1段的電功率下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啛犭娦是€分段線性化的第j段二進(jìn)制編碼變量。表示微型燃?xì)廨啓C(jī)在第t時(shí)段運(yùn)行產(chǎn)生的熱功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第1段的熱功率下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)熱電效率曲線分段線性化后第k段的斜率。

確定燃?xì)忮仩t功率約束，如式(11)所示：

式中，表示燃?xì)忮仩t出力的下限，單位：kW；表示燃?xì)忮仩t第t時(shí)段的功率，單位：kW；表示燃?xì)忮仩t出力的上限，單位：kW。

確定冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)與電網(wǎng)交互功率約束，如式(12)所示：

式中，表示第t時(shí)段冷熱電微網(wǎng)從電網(wǎng)購(gòu)電功率，單位：kW；表示第t時(shí)段冷熱電微網(wǎng)從電網(wǎng)購(gòu)電狀態(tài)，表示第t時(shí)段從電網(wǎng)購(gòu)電，表示第t時(shí)段不從電網(wǎng)購(gòu)電；表示系統(tǒng)與主網(wǎng)功率交互的上限，單位kW；表示第t時(shí)段冷熱電微網(wǎng)向電網(wǎng)售電功率，單位：kW；表示第t時(shí)段冷熱電微網(wǎng)向電網(wǎng)售電狀態(tài)，表示第t時(shí)段向電網(wǎng)售電，表示第t時(shí)段不從電網(wǎng)售電。

確定蓄電池運(yùn)行的約束條件，如式(13)所示：

式中，表示蓄電池第t時(shí)段的充電狀態(tài)，表示蓄電池充電；表示蓄電池不充電；表示蓄電池的充電功率最小值，單位：kW；表示第t時(shí)段蓄電池的充電功率，單位：kW；表示蓄電池的充電功率最大值，單位：kW；表示蓄電池第t時(shí)段的放電狀態(tài)，表示蓄電池放電；表示蓄電池不放電；表示蓄電池的放電功率最小值，單位：kW；表示第t時(shí)段蓄電池的放電功率，單位：kW；表示蓄電池的放電功率最大值，單位：kW；表示蓄電池內(nèi)第t時(shí)段的能量，單位：kWh；表示蓄電池內(nèi)第t-1時(shí)段的能量，單位：kWh；σ_bt表示蓄電池的自身能量損耗率；表示蓄電池的充電效率；表示蓄電池放電效率；表示蓄電池儲(chǔ)存能量的下限，單位：kWh；表示蓄電池儲(chǔ)存能量的上限，單位：kWh；Δt表示時(shí)間間隔。

確定蓄熱槽運(yùn)行的約束條件，如式(14)所示：

式中，表示蓄熱槽第t時(shí)段的放熱狀態(tài)，表示蓄熱槽放熱，表示蓄熱槽不放熱；表示蓄熱槽的蓄熱功率下限，單位kW；表示蓄熱槽第t時(shí)段的放熱功率，單位：kW；表示蓄熱槽的蓄熱功率上限，單位kW；表示蓄熱槽第t時(shí)段的蓄熱狀態(tài)，表示蓄熱槽蓄熱，表示蓄熱槽不蓄熱；表示蓄熱槽的放熱功率下限，單位：kW；表示蓄熱槽第t時(shí)段的蓄熱功率，單位：kWh；表示蓄熱槽的放熱功率上限，單位：kW；表示蓄熱槽內(nèi)第t時(shí)段的能量，單位：kWh；表示蓄熱槽內(nèi)第t-1時(shí)段的能量，單位：kWh；σ_tst表示蓄熱槽的自身能量損耗率；表示蓄熱槽的蓄熱效率；表示蓄熱槽釋放熱量的效率；表示蓄熱槽儲(chǔ)存能量的上限，單位：kWh；表示蓄熱槽儲(chǔ)存能量的下限，單位：kWh。

結(jié)合冷、熱、電負(fù)荷預(yù)測(cè)值和冷熱電聯(lián)供微網(wǎng)中各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，利用CPLEX優(yōu)化工具求解優(yōu)化模型，獲得微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)忮仩t、吸附式制冷機(jī)、電制冷機(jī)和儲(chǔ)能設(shè)備在后續(xù)M個(gè)時(shí)段的出力。

步驟20)：建立冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)度模型，以基于調(diào)度波動(dòng)懲罰的冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行成本最小為優(yōu)化目標(biāo)，根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行約束條件，結(jié)合可再生能源發(fā)電功率、負(fù)荷需求的實(shí)時(shí)值，對(duì)步驟10得到的日內(nèi)滾動(dòng)調(diào)度的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行修正，確定冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)中各設(shè)備的實(shí)時(shí)出力，向電網(wǎng)購(gòu)電或售電量實(shí)時(shí)值。

其中，步驟20)包括步驟201)和步驟202)。

步驟201)建立冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)度模型，具體包括：

確定冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)度階段的系統(tǒng)運(yùn)行目標(biāo)函數(shù)，如式(15)所示：

式中，Δt′表示實(shí)時(shí)調(diào)度的時(shí)間間隔，且N*Δt′＝Δt，N為正整數(shù)；作為優(yōu)選，Δt′＝5min。C^t+Δt′表示第t+Δt′時(shí)段的系統(tǒng)運(yùn)行成本；表示第t+Δt′時(shí)段冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)與電網(wǎng)交互的成本，表達(dá)式如式(16)所示；表示系統(tǒng)第t+Δt′時(shí)段的燃料成本，表達(dá)式如式(17)所示；表示第t+Δt′時(shí)段的電池老化成本，表達(dá)式如式(18)所示；表示系統(tǒng)第t+Δt′時(shí)段的運(yùn)行維護(hù)成本。

式中，表示第t時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)購(gòu)電電價(jià)，單位：元/kWh；表示第t+Δt′時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)購(gòu)電功率，單位：kW；表示第t時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)售電電價(jià)，單位：元/kWh；表示第t+Δt′時(shí)段系統(tǒng)向電網(wǎng)售電功率，單位：kW；μ_grid表示微網(wǎng)與電網(wǎng)功率交互波動(dòng)懲罰因子，單位：元/(kW²·h)；表示第t時(shí)段根據(jù)步驟10)的日內(nèi)調(diào)度模型得到的微網(wǎng)從電網(wǎng)購(gòu)買電功率優(yōu)化值，單位：kW；表示第t時(shí)段根據(jù)步驟10)的日內(nèi)調(diào)度模型得到的微網(wǎng)向電網(wǎng)售電功率優(yōu)化值，單位：kW。

式中，表示第t時(shí)段系統(tǒng)購(gòu)買天然氣價(jià)格，單位：元/m³；表示第t+Δt′時(shí)段微型燃?xì)廨啓C(jī)所消耗燃料功率，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)段燃?xì)忮仩t所消耗燃料功率，單位：kW；μ_mt表示微型燃?xì)廨啓C(jī)電功率波動(dòng)懲罰因子，單位：元/(kW²·h)；表示第t+Δt′時(shí)段微型燃?xì)廨啓C(jī)輸出電功率，單位：kW；表示第t時(shí)段根據(jù)步驟10)的日內(nèi)調(diào)度模型得到的微型燃?xì)廨啓C(jī)電功率優(yōu)化值，單位：kW；μ_b表示微型燃?xì)廨啓C(jī)熱功率波動(dòng)懲罰因子，單位：元/(kW²·h)；表示第t+Δt′時(shí)段微型燃?xì)廨啓C(jī)輸出熱功率，單位：kW；表示第t時(shí)段根據(jù)步驟10)的日內(nèi)調(diào)度模型得到的微型燃?xì)廨啓C(jī)熱功率優(yōu)化值，單位：kW。

式中，μ_bt表示蓄電池充放電波動(dòng)懲罰因子，單位：元/(kW²·h)；表示第t+Δt′時(shí)段蓄電池放電功率，單位：kW；表示第t時(shí)段根據(jù)步驟10)的日內(nèi)調(diào)度模型得到的蓄電池放電功率優(yōu)化值，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)段蓄電池充電功率，單位：kW；表示第t時(shí)段根據(jù)步驟10)的日內(nèi)調(diào)度模型得到的蓄電池充電功率優(yōu)化值，單位：kW。

確定實(shí)時(shí)調(diào)度階段的系統(tǒng)運(yùn)行約束條件，包括系統(tǒng)冷功率平衡約束、系統(tǒng)熱功率平衡約束、系統(tǒng)電功率平衡約束、燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行約束和儲(chǔ)能設(shè)備約束；其中，

系統(tǒng)冷功率平衡約束如式(19)所示：

式中，COP_ac表示吸附式制冷機(jī)的制冷系數(shù)；表示吸附式制冷機(jī)第t+Δt′時(shí)段的輸入功率，單位：kW；COP_ec表示電制冷機(jī)的制冷系數(shù)；表示電制冷機(jī)第t+Δt′時(shí)段的輸入功率，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)刻系統(tǒng)冷負(fù)荷功率，單位：kW。

系統(tǒng)熱功率平衡約束如式(20)所示：

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t+Δt′時(shí)段的熱功率，單位：kW；η_re表示余熱回收器效率；表示燃?xì)忮仩t第t+Δt′時(shí)段的功率，單位：kW；表示吸附式制冷機(jī)第t+Δt′時(shí)段的輸入功率，單位：kW；表示蓄熱槽第t+Δt′時(shí)段的放熱功率，單位：kWh；表示蓄熱槽第t+Δt′時(shí)段的蓄熱功率，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)段系統(tǒng)的熱負(fù)荷功率，單位：kW；η_he表示熱交換器效率。

確定實(shí)時(shí)調(diào)度階段系統(tǒng)電功率平衡約束，如式(21)所示：

式中，表示光伏第t+Δt′時(shí)段的預(yù)測(cè)值，單位：kW；表示風(fēng)電第t+Δt′時(shí)段的預(yù)測(cè)值，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t+Δt′時(shí)段的電功率，單位：kW；表示電制冷機(jī)第t+Δt′時(shí)段的輸入功率，單位：kW；表示系統(tǒng)第t+Δt′時(shí)段與主網(wǎng)交互功率，單位：kW；表示蓄電池第t+Δt′時(shí)段的放電功率，單位：kW；P_l^t+Δt′表示第t+Δt′時(shí)段系統(tǒng)電負(fù)荷功率，單位：kW；表示蓄電池第t+Δt′時(shí)段充電功率，單位：kW；表示系統(tǒng)第t+Δt′時(shí)段向電網(wǎng)出售電功率，單位：kW。

建立如式(22)～式(23)所示的微型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行約束：

確定微型燃?xì)廨啓C(jī)啟停爬坡約束和連續(xù)運(yùn)行爬坡約束，如式(22)所示：

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t+Δt′時(shí)段運(yùn)行狀態(tài)變量，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)停機(jī)；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)出力的下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)出力的上限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t+Δt′時(shí)段的電功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)組在連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的最大降功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)組啟動(dòng)時(shí)的最大增功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)第t時(shí)段的電功率，單位：kW。

確定實(shí)時(shí)調(diào)度階段微型燃?xì)廨啓C(jī)的熱、電功率約束，如式(23)所示：

式中，表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第1段的電功率下限，單位：kW；L_mt表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線索引集合；表示第t+Δt′時(shí)段微型燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)生的電功率落在熱電效率曲線第k分段上的量，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啛犭娦是€分段線性化的第k段二進(jìn)制編碼變量；表示微型燃?xì)廨啛犭娦是€分段線性化的第j段二進(jìn)制編碼變量；

表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第k段的電功率下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第k+1段的電功率下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)在第t+Δt′時(shí)段運(yùn)行產(chǎn)生的熱功率，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)分段線性化的熱電效率曲線第1段的熱功率下限，單位：kW；表示微型燃?xì)廨啓C(jī)熱電效率曲線分段線性化后第k段的斜率。

確定實(shí)時(shí)調(diào)度階段燃?xì)忮仩t功率約束，如式(24)所示：

式中，表示燃?xì)忮仩t出力的下限，單位：kW；表示燃?xì)忮仩t第t+Δt′時(shí)段的功率，單位：kW；表示燃?xì)忮仩t出力的上限，單位：kW。

確定實(shí)時(shí)調(diào)度階段冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)與電網(wǎng)交互功率約束，如式(25)所示：

式中，表示第t+Δt′時(shí)段冷熱電微網(wǎng)從電網(wǎng)購(gòu)電功率，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)段冷熱電微網(wǎng)從電網(wǎng)購(gòu)電狀態(tài)，表示第t+Δt′時(shí)段從電網(wǎng)購(gòu)電，表示第t+Δt′時(shí)段不從電網(wǎng)購(gòu)電；表示系統(tǒng)與主網(wǎng)功率交互的上限，單位kW；表示第t+Δt′時(shí)段冷熱電微網(wǎng)向電網(wǎng)售電功率，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)段冷熱電微網(wǎng)向電網(wǎng)售電狀態(tài)，表示第t+Δt′時(shí)段向電網(wǎng)售電，表示第t+Δt′時(shí)段不從電網(wǎng)售電。

確定實(shí)時(shí)調(diào)度階段蓄電池運(yùn)行的約束條件如式(26)所示。為了避免蓄電池功率流的頻繁變化，因此讓實(shí)時(shí)調(diào)度階段蓄電池的充放電狀態(tài)與步驟10)調(diào)度階段的優(yōu)化結(jié)果保持一致。

式中，為步驟10)調(diào)度階段的優(yōu)化結(jié)果。表示蓄電池第t-1時(shí)段的充電狀態(tài)，表示蓄電池充電，表示蓄電池不充電；表示蓄電池的充電功率最小值，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)段蓄電池的充電功率，單位：kW；表示蓄電池的充電功率最大值，單位：kW；表示蓄電池第t-1時(shí)段的放電狀態(tài)，＝1表示蓄電池放電，表示蓄電池不放電；表示蓄電池的放電功率最小值，單位：kW；表示第t+Δt′時(shí)段蓄電池的放電功率，單位：kW；表示蓄電池的放電功率最大值，單位：kW；表示蓄電池內(nèi)第t時(shí)段的能量，單位：kWh；表示蓄電池內(nèi)第t+Δt′的能量，單位：kWh；σ_bt表示蓄電池的自身能量損耗率；表示蓄電池的充電效率；表示蓄電池放電效率；表示蓄電池儲(chǔ)存能量的下限，單位：kWh；表示蓄電池儲(chǔ)存能量的上限，單位：kWh。

步驟202)中，利用Cplex優(yōu)化工具對(duì)實(shí)時(shí)調(diào)度模型進(jìn)行求解，得到微型燃?xì)廨啓C(jī)出力、燃?xì)忮仩t出力、吸附式制冷機(jī)輸入功率、電制冷機(jī)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?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)忮仩t、吸附式制冷機(jī)、電制冷機(jī)、蓄電池、蓄熱槽設(shè)備，微型燃?xì)廨啓C(jī)、燃?xì)忮仩t、吸附式制冷機(jī)、電制冷機(jī)、蓄電池、蓄熱槽設(shè)備按照調(diào)整后的量運(yùn)行。

上述運(yùn)行方法，還包括步驟203)：每隔Δt′時(shí)間，返回步驟201)，直到控制周期Δt內(nèi)執(zhí)行完畢，進(jìn)入步驟30)。

所述的步驟30)包括：執(zhí)行下一個(gè)周期Δt，并返回步驟10)，同時(shí)將上一周期Δt獲取的新能源和負(fù)荷數(shù)據(jù)更新到最新的歷史數(shù)據(jù)中；直至所有的周期執(zhí)行完畢。

本發(fā)明的運(yùn)行方法根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行約束條件，結(jié)合可再生能源發(fā)電功率、負(fù)荷需求的實(shí)時(shí)值，對(duì)步驟10)得到的日內(nèi)滾動(dòng)調(diào)度結(jié)果進(jìn)行修正，確定冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)中各設(shè)備的實(shí)時(shí)出力，向電網(wǎng)購(gòu)電或售電量實(shí)時(shí)值。

現(xiàn)有的冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行方法大多僅根據(jù)日前或日內(nèi)調(diào)度計(jì)劃指令。由于可再生能源的和用戶負(fù)荷具有一定的隨機(jī)特性，因此在實(shí)時(shí)運(yùn)行中,實(shí)際值與預(yù)測(cè)值會(huì)存在一定偏差，導(dǎo)致實(shí)際運(yùn)行往往偏離日前或日內(nèi)調(diào)度計(jì)劃。這樣，一方面給系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來不利影響，另一方面對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成威脅。本發(fā)明實(shí)施例提出的方法，在日內(nèi)調(diào)度的結(jié)果基礎(chǔ)之上，在更小的時(shí)間尺度上，結(jié)合可再生能源的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)結(jié)果和負(fù)荷實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)值，實(shí)現(xiàn)了冷熱電微網(wǎng)日內(nèi)、實(shí)時(shí)兩個(gè)時(shí)間尺度的協(xié)調(diào)調(diào)度。由于步驟20的實(shí)時(shí)調(diào)度是利用可再生能源和負(fù)荷的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)值，因此在保證系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)，消除了系能源不確定性和負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差給系統(tǒng)帶來的不利影響，實(shí)現(xiàn)冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

本發(fā)明實(shí)施例的運(yùn)行方法，將冷熱電微網(wǎng)調(diào)度框架分為日內(nèi)滾動(dòng)計(jì)劃和實(shí)施計(jì)劃兩個(gè)時(shí)間尺度，分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)不同的調(diào)度階段。第一階段為日內(nèi)滾動(dòng)調(diào)度階段，首先預(yù)測(cè)未來一段時(shí)間內(nèi)的光伏功率、風(fēng)電功率和冷熱電負(fù)荷，建立冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)日內(nèi)滾動(dòng)調(diào)度模型，求解優(yōu)化周期(例如15min)的各設(shè)備出力，至下一個(gè)優(yōu)化周期根據(jù)最新預(yù)測(cè)結(jié)果，重新計(jì)算日內(nèi)滾動(dòng)調(diào)度模型。第二階段為實(shí)時(shí)調(diào)度階段，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)得到的光伏、風(fēng)電的功率和冷熱電負(fù)荷實(shí)際值，更新歷史數(shù)據(jù)，每個(gè)控制周期(例如5min)求解實(shí)時(shí)調(diào)度模型，優(yōu)化各設(shè)備調(diào)整量，向設(shè)備發(fā)出控制指令。本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了冷熱電微網(wǎng)日內(nèi)、實(shí)時(shí)兩個(gè)時(shí)間尺度的協(xié)調(diào)調(diào)度，在保證系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)，消除了系能源不確定性和負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差給系統(tǒng)帶來的不利影響，實(shí)現(xiàn)冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)該指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。