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摘要:

研究背景:

研究的微能源系统结构:

部分代码展示:

程序运行效果:

本文完整代码+数据分享:


摘要:

随着能源结构调整,集成风/光等可再生能源输入、冷热电气等多种能源互补输出的微能源网得到了逐步发展,如何协调调度微能源网内冷热电气源网荷成为当前研究热点。建立了冷热电气多能互补的微能源网在孤岛/并网模式下的协调调度模型,并利用供热/供冷系统的热惯性和热/冷负荷的柔性,发挥供热/供冷系统的“储能”功能,以电转气(P2G)装置实现电—气网络双向互通。模型采用混合整数规划模型实现对该综合能源网络的优化调度建模,剧本Matalb平台采用Cplex求解器进行求解,得到该网络的最优调度运行计划。

程序主要实现内容:

针对综合能源系统优化调度的研究,具体包括:

1.建立含风光、P2G、燃气轮机、燃气锅炉等多能耦合元件的运行特性模型

2.电、热、冷、气多能稳态能流模型

3.冷、热负荷考虑热惯性得出,电、气负荷和风电光伏预测得出。

4.并网模式下考虑经济成本最优、碳排放最优的优化调度模型

研究背景:

清洁高效、可持续的能源开发与利用模式是未来能源领域的重要发展方向。而随着可再生能源发电渗透率的不断提高,其不确定性的特点给微电网运行带来了巨大压力。微能源网能通过新能源技术和互联网技术,实现电、热、冷、气等多种能源的协调规划与统一调度,有效提高能源利用效率,同时实现能源的就地生产、消纳,降低能源网络建设成本和运行成本。

但如果各类型负荷均按指定曲线调度时,则无法充分发挥不同类型负荷的特点,例如温度负荷用户对温度要求的模糊性,通常可以作为柔性负荷,供热管道由于其热惯性和巨大的比热容,具有储能特性,空调负荷具有能量转化及储存特性,具有较好的需求响应潜力等。

鉴于以上情况,本文考虑供热/供冷系统的热惯性,并根据室内采暖/采冷效果进行柔性供热/供冷,发挥热/冷温度负 荷 的“储 能”能 力;利 用 P2G 装 置实现电—气网络间能源双向协调调度。建立的冷热电气多能互补微能源网在孤岛/并网模式下的协调调度模型中,采用混合整数线性规划实现对微能系统的建模。

研究的微能源系统结构:

图1为冷热电气多能互补微能源网基本架构,其中微电源包括风电、光伏、微型燃气轮机(以下简称微燃机);天然气由天然气网络和 P2G 装置供应,由于目前技术瓶颈及运行成本等因素限制了 P2G 装置的容量,本文不考虑向天然气网络售气情况;热源包括热电联产机组连接的余热锅炉和燃气锅炉2个部分;制冷由吸收式制冷机和电制冷机共同承担。本文研究微能源网在孤岛和并网2种运行模式下的日前预调度问题。

部分代码展示:

%并网模式下,经济成本最优调度模型clc;clear;close all;% 程序初始化%% 读取数据shuju=xlsread('shuju数据.xlsx'); %把一天划分为24小时load_e=shuju(2,:); %电负荷load_g=shuju(3,:); %气负荷P_PV=shuju(4,:);    %光电出力预期值P_WT=shuju(5,:);    %风电出力预期值T_out=shuju(6,:); %室外温度%% 各变量及常量定义P_G3=sdpvar(1,24,'full');%微燃气轮机电功率出力e_G3=0.26;%燃气轮机电效率h_G3=0.68;%燃气轮机热效率P_EH=sdpvar(1,24,'full');%余热锅炉输出热功率EH=0.6;%余热回收效率P_GH=sdpvar(1,24,'full');%燃气锅炉输出热功率GH=0.85;%燃气锅炉效率P_AC=sdpvar(1,24,'full');%吸收式制冷机输出冷功率COP_AC=0.8;%吸收式制冷机制冷系数P_EC=sdpvar(1,24,'full');%电制冷机输出冷功率COP_EC=3;%电制冷机冷系数P_EG=sdpvar(1,24,'full');%P2G设备输出气功率EG=0.6;%P2G设备综合转换效率Pbuy=sdpvar(1,24,'full');%从电网购电电量Psell=sdpvar(1,24,'full');%向电网售电电量Pnet=sdpvar(1,24,'full');%交换功率Temp_net=binvar(1,24,'full'); % 购|售电标志Gbuy=sdpvar(1,24,'full');%从气网购气量R=0.93;cc=0.54; %房间热阻和热容,这里分析改变等效热阻R时对供冷系统的影响load_h=sdpvar(1,24);T_hui=sdpvar(1,24);%% 约束条件C =[];%% 热冷负荷%对于热负荷,利用PMV值得到供热时室内温度T_out_hot=sdpvar(1,26); %供热时室外温度for i=3:26    C=[C,T_out_hot(1)==0;T_out_hot(2)==0];%-1、0时刻的供热室外温度    C=[C,T_out_hot(i)==T_out(i-2)];endT_in_hot=sdpvar(1,26); %供热时室内温度T_gong=sdpvar(1,26); %供水温度PMV=2;%PMV值,公式4,这里分析改变PMV指标时对供热系统的影响

程序运行效果:

本文完整代码+数据分享: