计及规模化电蓄热设备接入配电网多目标扩展规划方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114329888A(43)申请公布日2022.04.12(21)申请号202111388887.2G06Q10/06(2012.01)(22)申请日2021.11.22G06Q50/06(2012.01)G06F111/06(2020.01)(71)申请人国网辽宁省电力有限公司G06F113/04(2020.01)地址110006辽宁省沈阳市和平区宁波路18号申请人东北电力大学(72)发明人姜涛王春凤宋卓然李剑峰窦文雷田野佟永吉朱洪波芦思辰刘宇王文德武靖涵黄南天(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人王丹(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06N3/00(2006.01)权利要求书5页说明书13页附图5页(54)发明名称计及规模化电蓄热设备接入配电网多目标扩展规划方法(57)摘要本发明公开计及规模化电蓄热设备接入配电网多目标扩展规划方法，首先，为提高典型场景有效性，综合考虑建筑物结构、室内外热传递特性以及光照强度等气象因素生成热负荷，同时在热传递因素方面考虑风速影响，这种方法能更加精确的实现热负荷的建模；其次在蓄热式电锅炉运行策略的决策方面，本发明考虑风光电源各时段出力特性，以碳排放最低为目标确定蓄热式电锅炉的运行策略，在降低碳排放的同时，更加灵活的运行策略也能够有效移峰填谷，减小用电高峰时段配电网供电压力。最后，本发明以经济性及负载率均匀性为目标对配电网进行多目标扩展规划，采用嵌套的混合粒子群优化算法进行求解，求解结果具有总成本低、线路负载率均匀性强的特点。CN114329888ACN114329888A权利要求书1/5页1.计及规模化电蓄热设备接入配电网多目标扩展规划方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、在热传递特性的分析中结合风速，建立由建筑围护结构形成的采暖建筑内部温度时变方程；步骤2、建立关于蓄热电锅炉的模型；步骤3、建立配电网双层多目标规划模型；步骤4、嵌套的混合粒子群优化算法求解。2.根据权利要求1所述计及规模化电蓄热设备接入配电网多目标扩展规划方法，其特征在于，步骤1具体过程为：计算τ时刻建筑空间内部通过墙面与室外热传递获得的热量qwall，表示为：qwall(τ)＝vbwallhin[tin(τ)‑tout(τ)]τ＝1,2,...,24(1)式中：v为供热面积；bwall为单位供暖面积内等效墙体面积；hin为单位面积墙体内表面与空气的传热系数，它与墙体内表面温度有关；tin(τ)、tout(τ)分别为τ时刻室内、外温度；τ时刻室内通过窗户与室外热传递获得的热量，表示为：qwin(τ)＝vbwinCwinAwinZwin(2)式中，bwin为单位供暖面积内等效窗户面积；Awin为单位面积窗户的太阳辐射得热系数；Cwin为玻璃冷负荷系数；Zwin为玻璃的遮阳系数；τ时刻室内经空气交换得热量qout(τ)，表示为：式中：为室外风速；Gout为综合换热系数；τ时刻经供暖系统送入室内的热量qeb(τ)，表示为：qeb(τ)＝QEB(τ)+PEB(τ)(4)式中，QEB(τ)为τ时刻蓄热电锅炉提供的热量；PEB(τ)为τ时刻直热式电采暖设备提供的热量；由建筑围护结构形成的采暖建筑内部温度时变方程为：式中，Ca为电热负荷需求量；根据温度时变方程建立电热负荷模型，即为公式(5)中的Ca。3.根据权利要求1所述计及规模化电蓄热设备接入配电网多目标扩展规划方法，其特征在于，步骤2所述蓄热电锅炉包括电锅炉和蓄热装置，步骤2具体过程为：对电锅炉建立出力模型，表示为：HEB,t＝PEBηah(6)式中：PEB和HEB,t分别为t时段电锅炉用电量和制热量；ηah为电锅炉电热转换效率；对蓄热装置建立蓄热容量数学模型，表示为：式中：Qt为t时段蓄热装置蓄热量；μ为散热损失率；Qin,t、Qout,t为t时刻的吸放热功率；2CN114329888A权利要求书2/5页λin,t、λout,t为t时刻的吸放热效率。4.根据权利要求1所述计及规模化电蓄热设备接入配电网多目标扩展规划方法，其特征在于，步骤3中所述配电网双层多目标规划模型包括上层规划模型和下层规划模型；所述配电网双层多目标规划具体指：上层规划通过对蓄热电锅炉运行策略的决策，实现碳排放量最小化；下层规划以配电网规划总成本和系统负载率均匀性为目标，对配电网进行多目标扩展规划。5.根据权利要求4所述计及规模化电蓄热设备接入配电网多目标扩展规划方法，其特征在于，步骤3中建立上层规划模型具体过程为：建立上层规划模型的目标函数及约束条件，具体为：上层规划模型以碳排放量最小为目标建立目标函数，表示为：式中，为系统总碳排放量；T为设备运行时间周期；α为火电机组综合碳排放系数