徐 航, 董樹鋒, 何仲瀟, 施云輝

(浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院, 浙江省杭州市 310027)

0 引言

綜合能源系統(tǒng)(integrated energy system,IES)是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要物理載體[1],利用各個能源系統(tǒng)在時(shí)空上的耦合機(jī)制,實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)、能源梯級利用,是破解中國能源困局的重要戰(zhàn)略之一[2-4]。中國能源科技發(fā)展中,第一優(yōu)先主題為“工業(yè)節(jié)能”,能源梯級綜合利用技術(shù)更是其重點(diǎn)研究方向。工業(yè)園區(qū)是以工業(yè)負(fù)荷為主的復(fù)雜能源系統(tǒng),包含多種產(chǎn)能/用能設(shè)備,供電可靠性要求高,但普遍存在能源利用率低、能源結(jié)構(gòu)不合理、峰谷電力差額大、環(huán)境污染等問題[5-6],有必要對工廠進(jìn)行用能優(yōu)化管理,提升經(jīng)濟(jì)效益和能源利用率。

文獻(xiàn)[7-8]提出了針對包含冷、熱、電的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的協(xié)同規(guī)劃方法與系統(tǒng)集成方案。文獻(xiàn)[9-11]建立了以運(yùn)行成本最低為目標(biāo)的含多種供能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型。文獻(xiàn)[12-15]考慮可再生資源和負(fù)荷的不確定性,建立了熱電聯(lián)供(combined heat and power,CHP)的隨機(jī)優(yōu)化模型。文獻(xiàn)[16]考慮了光伏出力與負(fù)荷預(yù)測的隨機(jī)性,建立了調(diào)峰調(diào)蓄優(yōu)化模型,目標(biāo)為實(shí)現(xiàn)最小化經(jīng)濟(jì)成本和最大程度的削峰填谷。文獻(xiàn)[17]根據(jù)設(shè)備特性對能源樞紐中的各類設(shè)備進(jìn)行分類建模,搭建了能源樞紐架構(gòu)。文獻(xiàn)[18]選取傳遞媒介作為基本母線,采用集中母線式的方式搭建了冷熱電聯(lián)供(combined cooling, heating and power,CCHP)微網(wǎng)系統(tǒng)的架構(gòu),在此基礎(chǔ)上對調(diào)度優(yōu)化模型進(jìn)行建模。文獻(xiàn)[19]提出了包含冷、熱、電、氣的微型能源網(wǎng)的供能架構(gòu),并將冷熱電負(fù)荷進(jìn)一步細(xì)分,提高了優(yōu)化控制的準(zhǔn)確度。

綜上,綜合能源系統(tǒng)多能協(xié)同優(yōu)化模型的相關(guān)研究已較為完善,但均未充分考慮熱能的梯級利用。工業(yè)園區(qū)負(fù)荷需求量大、負(fù)荷類型多樣,能量轉(zhuǎn)換過程大多涉及熱的梯級利用,只有綜合考慮能量的“質(zhì)與量”,才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)動力、中溫、低溫余熱等不同品位能量的耦合與轉(zhuǎn)換利用。而目前的研究成果對工廠典型供能結(jié)構(gòu)適應(yīng)性不強(qiáng)。為此,本文針對工廠典型供能結(jié)構(gòu),對工廠中的能量生產(chǎn)設(shè)備、能量轉(zhuǎn)換設(shè)備以及能量存儲設(shè)備進(jìn)行獨(dú)立建模,充分考慮熱能對口的溫度利用區(qū)間以及相應(yīng)的利用技術(shù),實(shí)現(xiàn)熱能的綜合梯級利用,進(jìn)一步完善工廠綜合能源系統(tǒng)多能協(xié)同優(yōu)化模型。最后,采用混合整數(shù)線性規(guī)劃法進(jìn)行求解,實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)流程和設(shè)備運(yùn)行參數(shù)的綜合優(yōu)化。算例結(jié)果分析表明,本文所提的優(yōu)化調(diào)度策略更契合工程的實(shí)際需求。通過考慮熱能的梯級利用,調(diào)節(jié)工業(yè)中各設(shè)備的運(yùn)行方式與工作狀態(tài),可降低工業(yè)用戶的運(yùn)行費(fèi)用。

1 熱能的梯級利用

能量的科學(xué)利用思想可表述為:“品位對口,梯級利用”。在系統(tǒng)的集成過程中,應(yīng)盡可能按照各個系統(tǒng)的特殊要求向其提供合適品位的輸入能流。熱能的綜合利用主要涉及以下兩個方面。

1)熱能的品位

熱能的品位是指單位能量所具有可用能的比例,是標(biāo)識熱能質(zhì)量的重要指標(biāo)。熱能品位At常常被認(rèn)為是釋放或接受熱源溫度所對應(yīng)的卡諾循環(huán)效率,即At=1-T0/T,其中T0表示低溫?zé)嵩礈囟?T表示高溫?zé)嵩礈囟萚20]。更直觀的表達(dá),熱源溫度的高低即代表熱的品位高度。熱能可分為高品位熱(550 ℃至燃料的理論燃燒溫度)、中品位熱(170～550 ℃)和低品位熱(環(huán)境溫度-170 ℃)[21]。

2)熱能的數(shù)量和利用效果

一般來說,溫度越高則熱能的品位越高,有更多可利用方式。不同的熱利用技術(shù)可利用的余熱數(shù)量和品位不同,熱利用效果差異大,會對整體的熱利用策略造成較大影響。

工廠根據(jù)熱能的品位對輸入的能量及內(nèi)部能源進(jìn)行綜合利用,來達(dá)到更高的能源利用率。工廠中熱能的溫度利用區(qū)間與相應(yīng)的利用技術(shù)如附錄A圖A1所示。高品位熱優(yōu)先對口于高溫?zé)崃ρh(huán)系統(tǒng),如燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)等設(shè)備,將熱能轉(zhuǎn)化為電能。中品位熱有較多可利用方式,可用于工業(yè)用汽、直接供熱或作雙效/單效吸收式制冷機(jī)的熱源。低品位熱溫度較低,通常僅作為單效吸收式制冷機(jī)熱源或直接供熱。

2 工廠綜合能源系統(tǒng)供能架構(gòu)

綜合能源系統(tǒng)包含冷、熱、電、氣4種能源形式,系統(tǒng)中負(fù)荷種類多樣、功能設(shè)備豐富。本文研究的工廠綜合能源系統(tǒng)的主要設(shè)備有燃?xì)廨啓C(jī)、光伏機(jī)組、余熱鍋爐、吸收式制冷機(jī)、戶用空調(diào)、燃?xì)忮仩t、電池儲能、冰蓄冷裝置和各類蒸汽驅(qū)動設(shè)備。該系統(tǒng)通過集中式電力母線和公共電網(wǎng)交換電力,采用“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)”的運(yùn)行機(jī)制。同時(shí),園區(qū)內(nèi)存在大型熱電聯(lián)供系統(tǒng),園區(qū)內(nèi)的工業(yè)用戶可向熱電聯(lián)供系統(tǒng)購買蒸汽,以滿足蒸汽負(fù)荷需求。工廠典型綜合能源供能架構(gòu)如圖1所示。

由燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋爐和吸收式制冷機(jī)共同構(gòu)成了冷熱電聯(lián)供系統(tǒng),其工藝流程如附錄A圖A2所示。天然氣在燃燒室中產(chǎn)生1 100 ℃以上的高溫?zé)煔?高品位熱),進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)膨脹做工帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。排出的530 ℃高溫?zé)煔?中品位熱)通過余熱鍋爐加以利用,向外提供蒸汽。所產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入分氣缸,分配到各路管道中去,可以用作工業(yè)用汽、吸收式制冷機(jī)制冷/熱、制備熱水等,不足的熱量可由燃?xì)忮仩t進(jìn)行補(bǔ)充。對余熱鍋爐最后排出的120 ℃低溫?zé)煔?低品位熱)進(jìn)行回收,用于制備熱水或吸收式制冷機(jī)制冷/熱[21-23]。蒸汽驅(qū)動設(shè)備以中品位熱蒸汽作為驅(qū)動熱源,并可對剩余蒸汽進(jìn)行回收利用,回收的低品位蒸汽同樣可用于吸收式制冷機(jī)制冷/制熱及供應(yīng)熱水。在供冷/熱系統(tǒng)中,戶用空調(diào)可提供空間冷熱負(fù)荷,作為空間冷熱負(fù)荷的調(diào)峰設(shè)備。冰蓄冷裝置在制冷量滿足當(dāng)前所需且電價(jià)較低時(shí)儲存冷量,待需要時(shí)釋放冷量。

圖1 工廠綜合能源系統(tǒng)能流示意圖Fig.1 Schematic diagram of energy flow in the integrated energy system of a plant

由于工廠中的高、中、低品位熱在品位和數(shù)量上都存在區(qū)別,且工廠熱力管網(wǎng)的溫度保持恒定,主要是通過閥門控制管道中的蒸汽流量。本文以熱能可供的等效熱負(fù)荷表示其所具備的可用能,即

(1)

所述系統(tǒng)架構(gòu)優(yōu)先向各個能量循環(huán)子系統(tǒng)提供合適品位的輸入能流,從系統(tǒng)層面合理安排各種能量之間的配合與轉(zhuǎn)換利用,充分利用循環(huán)余熱,實(shí)現(xiàn)“品位對口”的能量綜合梯級利用?；诖?本文建立了工廠綜合能源系統(tǒng)多能協(xié)同優(yōu)化模型。下文將具體介紹綜合能源系統(tǒng)內(nèi)的主要設(shè)備模型。

2.1 能量生產(chǎn)設(shè)備

1)燃?xì)廨啓C(jī)

燃?xì)廨啓C(jī)是冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)中的核心設(shè)備,其電功率和回收的熱功率可由式(2)—式(4)表示。

(2)

(3)

(4)

2)燃?xì)忮仩t

燃?xì)忮仩t是常用的熱源設(shè)備,作為冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的調(diào)峰設(shè)備,可產(chǎn)生中品位熱蒸汽,滿足蒸汽負(fù)荷、熱負(fù)荷需求,有

(5)

3)光伏機(jī)組

光伏機(jī)組預(yù)測出力與其光伏電池板面積和輻照強(qiáng)度有關(guān),即

(6)

2.2 能量轉(zhuǎn)換設(shè)備

能量轉(zhuǎn)換設(shè)備包括吸收式制冷機(jī)、戶用空調(diào)和冰蓄冷裝置等,該類設(shè)備用于不同能量形式之間的轉(zhuǎn)換,是冷熱電耦合的關(guān)鍵。

1) 吸收式制冷機(jī)

吸收式制冷機(jī)利用能源生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)生的余熱作為熱源,進(jìn)行制冷或制熱作業(yè),其制冷/熱功率與其熱能輸入量成正比。需要指出的是,雙效吸收式制冷機(jī)能夠利用中品位熱(170 ℃以上),并具有更高的能效系數(shù)(制冷能效比為1.2以上),但熱源溫度較低時(shí)(例如低于170 ℃),通常只能采用性能系數(shù)比較低(制冷能效比為0.8左右)的單效吸收式制冷機(jī)組。本文采用單效吸收式制冷機(jī)模型[21,23],如式(7)和式(8)所示。

(7)

(8)

2)戶用空調(diào)

電制冷/熱戶用空調(diào)可以利用制冷機(jī),在消耗電能的情況下產(chǎn)生冷量或熱量,其制冷量/供熱量與其電能輸入量成正比,具體表達(dá)式見式(9)和式(10)。本文中的戶用空調(diào)包括中央空調(diào)、熱泵等設(shè)備,其主要區(qū)別體現(xiàn)在設(shè)備的制冷/熱能效比不同。

(9)

(10)

3)冰蓄冷裝置

冰蓄冷裝置一般在夜間用電低谷時(shí)進(jìn)行制冷,利用蓄冷介質(zhì)儲存冷量,并在白天用電高峰時(shí)段釋放冷量,以滿足工廠的供冷需求。在蓄冰工況時(shí),制冷機(jī)存儲冷量于蓄冰槽中;在制冷工況時(shí),制冷機(jī)與蓄冰槽同時(shí)制冷。冰蓄冷模型可由式(11)—式(15)表示。

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

4)蒸汽驅(qū)動設(shè)備

蒸汽驅(qū)動設(shè)備是工廠中需以中品位熱蒸汽作為熱源進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備,可對剩余蒸汽進(jìn)行回收利用,產(chǎn)生低品位熱蒸汽,如硫化機(jī)等,其具體回收利用過程可由式(16)表示。

(16)

2.3 能量存儲設(shè)備

1)電池儲能

電池儲能的容量與充放電功率之間的關(guān)系如下:

(17)

3 綜合能源系統(tǒng)多能協(xié)同優(yōu)化模型

3.1 優(yōu)化目標(biāo)

本文將一天劃分為96個時(shí)段,以運(yùn)行維護(hù)成本COM、購電成本CES、購熱成本CH、儲能折舊成本CBW以及燃料成本CF構(gòu)成的日運(yùn)行費(fèi)用CATC最小為優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù),有

minCATC=COM+CE+CBW+CF+CH

(18)

1)運(yùn)行維護(hù)成本:

(19)

2)購電成本

(20)

3)購熱成本

(21)

4)燃料成本

(22)

式中:ξgas為氣價(jià)。

5)儲能折舊成本

隨著放電深度的加深,電池儲能的充放電可循環(huán)次數(shù)降低,但循環(huán)充放電總量基本不變。假設(shè)電池儲能在全壽命周期內(nèi)的充放電總量恒定,則儲能的折舊成本可用式(23)表示。

(23)

式中:CBR為儲能的更換成本;qL為儲能單體全壽命輸出總量。

3.2 約束條件

1)電功率平衡約束

交流母線總負(fù)荷約束:

(24)

交直流轉(zhuǎn)換器效率約束:

(25)

直流母線總負(fù)荷約束:

(26)

聯(lián)絡(luò)線約束與購售電狀態(tài)約束:

(27)

(28)

(29)

2)熱功率平衡約束

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

式(30)和式(31)表示中品位熱主要包括外購蒸汽、燃?xì)忮仩t產(chǎn)生的熱蒸汽及余熱鍋爐回收的中溫蒸汽;低品位熱主要包括余熱鍋爐回收的低溫?zé)煔饧罢羝?qū)動設(shè)備回收的低品位熱蒸汽。式(32)表示中品位熱必須滿足蒸汽驅(qū)動設(shè)備的蒸汽需求;式(33)表示低溫蒸汽只能用于制備熱水或吸收式制冷機(jī)制冷/熱,而熱水負(fù)荷為剛性需求,優(yōu)先滿足熱水負(fù)荷。若低品位熱不足以滿足熱水負(fù)荷,缺額部分由中品位熱進(jìn)行補(bǔ)充。若在滿足熱水負(fù)荷的基礎(chǔ)上,仍有余熱,則作為吸收式制冷機(jī)的驅(qū)動熱源。當(dāng)吸收式制冷機(jī)無充足的低品位熱源,而其他制冷設(shè)備均已滿發(fā)仍不能滿足冷負(fù)荷需求,則補(bǔ)充中品位熱,增加吸收式制冷機(jī)的供冷量。

3)冷功率平衡約束

(35)

4)設(shè)備運(yùn)行約束

除了考慮冷熱電功率平衡約束,還需考慮設(shè)備自身的約束,即冷熱電功率的上下限約束與爬坡率約束。因篇幅限制,統(tǒng)一用下式表示設(shè)備運(yùn)行約束:

(36)

(37)

(38)

(39)

5)儲能設(shè)備約束

儲能設(shè)備需要滿足儲能狀態(tài)約束與充放能功率約束。為了保證調(diào)度的連續(xù)性,調(diào)度周期前后,儲能設(shè)備的儲能量應(yīng)保持一致,如式(41)所示。

(40)

SL,i=ST,i

(41)

(42)

(43)

(44)

3.3 優(yōu)化求解

式(7)—式(16)為系統(tǒng)中能量轉(zhuǎn)換設(shè)備的模型,用于能源不同形式之間的轉(zhuǎn)換,是冷熱電耦合的關(guān)鍵;式(24)—式(35)為冷熱電功率平衡約束,使冷、熱、電3種能源相互約束。以上兩者共同作用,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的多能互補(bǔ)。式(30)—式(33)將傳統(tǒng)的熱功率平衡約束改為考慮能量品位的熱平衡約束,明確了工廠中熱能對口的利用技術(shù)及循環(huán)利用技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)了能量的梯級利用與優(yōu)化。

由于式(27)—式(29)以及式(42)—式(44)存在二進(jìn)制離散變量,式(25)為分段線性函數(shù),采用混合整數(shù)線性規(guī)劃法來求解上述優(yōu)化模型。

4 算例分析

本文以廣州某工業(yè)園區(qū)為研究對象進(jìn)行分析。工業(yè)園區(qū)中各設(shè)備的相關(guān)參數(shù)如附錄B表B1和表B2所示。各個設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用如附錄B表B3所示。

分時(shí)電價(jià)數(shù)據(jù)如附錄B表B4所示,峰時(shí)段為14:00—17:00,19:00—22:00;平時(shí)段為08:00—14:00,17:00—19:00,22:00—24:00;谷時(shí)段為00:00—08:00。同時(shí)天然氣價(jià)格為3.45元/m3,折合成單位熱值價(jià)格為0.349元/(kW·h);蒸汽價(jià)格為348元/t,折合成單位熱值價(jià)格為0.35元/(kW·h)。冷熱電以及蒸汽負(fù)荷曲線以及光伏出力如附錄B圖B1—圖B3所示。由于該工廠夜間仍進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè),整體負(fù)荷較為平穩(wěn)。交直流轉(zhuǎn)換效率設(shè)為0.95。采用以上數(shù)據(jù)進(jìn)行仿真,圖2—圖4為工廠電、熱、冷功率的優(yōu)化調(diào)度結(jié)果。

圖2 電功率優(yōu)化調(diào)度結(jié)果Fig.2 Optimal dispatch results of electric power

圖3 冷功率優(yōu)化調(diào)度結(jié)果Fig.3 Optimal dispatch results of cold power

根據(jù)以上調(diào)度結(jié)果可得到以下結(jié)論。

圖4 熱功率優(yōu)化調(diào)度結(jié)果Fig.4 Optimal dispatch results of thermal power

1)00:00—08:00為谷時(shí)段,從電網(wǎng)購電滿足電負(fù)荷更為經(jīng)濟(jì)。電池儲能在谷時(shí)段進(jìn)行充電,在平時(shí)段補(bǔ)充電量,在峰時(shí)段放電,起到削峰填谷的作用。在平時(shí)段和峰時(shí)段,燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的收益高于電網(wǎng)購電,達(dá)到滿發(fā)狀態(tài)。

2)戶用空調(diào)、冰蓄冷空調(diào)和吸收式制冷機(jī)是工廠中主要的供冷設(shè)備。冰蓄冷空調(diào)主要在谷時(shí)段進(jìn)行蓄冰作業(yè),并在峰時(shí)段釋放冷量。吸收式制冷機(jī)可利用工廠生產(chǎn)過程中排出的余熱進(jìn)行制冷,是三者中最經(jīng)濟(jì)的制冷設(shè)備。

3)低品位熱優(yōu)先滿足熱水負(fù)荷,若有剩余低品位熱則作為吸收式制冷機(jī)的驅(qū)動熱源。

在谷時(shí)段,剩余低品位熱較少且電價(jià)較低,吸收式制冷機(jī)無法滿發(fā)且制冷量無法滿足冷負(fù)荷需求,缺額冷量由戶用空調(diào)補(bǔ)充。

08:00之后,低品位熱充足,吸收式制冷機(jī)持續(xù)滿發(fā)。在峰時(shí)段,吸收式制冷機(jī)與冰蓄冷空調(diào)為主要供冷設(shè)備,戶用空調(diào)起調(diào)峰作用。

在平時(shí)段,戶用空調(diào)的制冷能效比高于冰蓄冷制冷機(jī),吸收式制冷機(jī)和戶用空調(diào)為主要供冷設(shè)備。

4)外部購買的中品位蒸汽主要用于滿足蒸汽驅(qū)動設(shè)備需求。由于吸收式制冷機(jī)制冷性能系數(shù)較低,蒸汽價(jià)格較高,且工廠中并未出現(xiàn)極端冷負(fù)荷需求,因此并未增加外購買蒸汽作為吸收式制冷機(jī)的補(bǔ)充熱源。此外,由于天然氣價(jià)格較高,燃?xì)忮仩t產(chǎn)熱并未列入中品位熱供應(yīng)方案。

綜上,優(yōu)化后的供能方案可滿足工廠全天的生產(chǎn)能源需求,實(shí)現(xiàn)多能耦合與協(xié)調(diào)優(yōu)化。為突出本文所提調(diào)度策略的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢,進(jìn)行未考慮熱品位區(qū)別的調(diào)度場景與未優(yōu)化場景下的仿真,計(jì)算日運(yùn)行費(fèi)用,并與本文仿真結(jié)果進(jìn)行比較分析,結(jié)果如表1所示。

表1 不同調(diào)度策略下的工廠日運(yùn)行費(fèi)用Table 1 Operating cost of the plant under different dispatch strategies

其中,策略1為本文所提的優(yōu)化調(diào)度策略,日運(yùn)行費(fèi)用為122 544.3元。策略2為未考慮熱品位區(qū)別的優(yōu)化調(diào)度策略,日運(yùn)行費(fèi)用為133 565.6元,其冷、熱平衡協(xié)調(diào)優(yōu)化結(jié)果如附錄B圖B4和圖B5所示。可知,策略2在平谷時(shí)段,余熱鍋爐產(chǎn)熱與外部購熱主要用于滿足熱負(fù)荷需求,戶用空調(diào)和冰蓄冷空調(diào)為主要制冷設(shè)備,吸收式制冷機(jī)起調(diào)峰作用。然而,在實(shí)際工程中,吸收式制冷機(jī)可利用工廠生產(chǎn)流程中所產(chǎn)生的余熱,制冷成本為0,其運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于冰蓄冷空調(diào)和戶用空調(diào),因此該供能方案不符合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)。策略3的未優(yōu)化指的是工廠電負(fù)荷全部由電網(wǎng)購入,園區(qū)熱電聯(lián)供系統(tǒng)購熱滿足熱負(fù)荷需求,冷負(fù)荷由戶用空調(diào)滿足,日運(yùn)行費(fèi)用為145 571.6元。策略1較策略2和策略3日運(yùn)行費(fèi)用分別降低了8.3%和15.8%。因此,本文所提的優(yōu)化策略較傳統(tǒng)優(yōu)化策略不僅更貼近工程實(shí)際,通過調(diào)度工廠內(nèi)各個設(shè)備的運(yùn)行方式與出力,充分利用工廠內(nèi)的循環(huán)余熱,可顯著降低系統(tǒng)日運(yùn)行費(fèi)用,實(shí)現(xiàn)工廠綜合能源系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化運(yùn)行。

5 結(jié)語

本文針對工廠綜合能源系統(tǒng)的多能協(xié)同優(yōu)化問題,遵循“品位對口,梯級利用”的科學(xué)用能思想,按熱能品位高低進(jìn)行梯級利用,對綜合能源系統(tǒng)中的能量生產(chǎn)設(shè)備、能量轉(zhuǎn)換設(shè)備以及能量存儲設(shè)備進(jìn)行獨(dú)立建模,提出了考慮能量梯級利用的多能協(xié)同模型,進(jìn)一步完善了綜合能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度模型。采用混合整數(shù)線性規(guī)劃法對所提模型進(jìn)行求解。算例分析表明,本文所提的優(yōu)化策略有以下幾個優(yōu)勢。

1)通過盡可能向各系統(tǒng)提供合適品位的輸入能流,實(shí)現(xiàn)各種能量之間的配合與轉(zhuǎn)換利用關(guān)系的合理安排。

2)充分利用了工廠中的循環(huán)余熱,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)流程和參數(shù)的綜合優(yōu)化,減小系統(tǒng)的不可逆損失,獲得總能系統(tǒng)性能最優(yōu)。

3)較傳統(tǒng)優(yōu)化策略,系統(tǒng)的日運(yùn)行費(fèi)用更低,更貼近工程實(shí)際。

本文尚未考慮可再生能源與冷熱電負(fù)荷的隨機(jī)性。當(dāng)日內(nèi)運(yùn)行時(shí),可再生能源出力或負(fù)荷波動較大時(shí),應(yīng)如何及時(shí)調(diào)整各個設(shè)備的運(yùn)行方式,是本文下一步的研究方向。

附錄見本刊網(wǎng)絡(luò)版(http://www.aeps-info.com/aeps/ch/index.aspx)。