一种提升风电利用率的热电联产机组运行优化方法及装置

1.一种提升风电利用率的热电联产机组运行优化方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：建立热电联产机组的热-电出力关系模型；确定热电联产机组的热出力调节范围；在所述热电联产机组的热出力调节范围内，执行热-电出力的联合优化，输出热电联产机组运行方式最优解；所述确定热电联产机组的热出力调节范围包括：以供热管网的热惯性、热延迟特性以及建筑物保温特性为约束条件，通过下式确定t时刻热电联产机组热出力H t,n 的边界 其表达式为：式中，Δt为热网管道传送延迟时间；ε为热网管道损耗系数，H表示热电联产机组的热出力；K 1 为建筑物散热系数，K 2 为建筑物储热系数，K 3 为建筑物内空气储热系数， 表示节点n在t时刻的热电联产机组供热范围内的热负荷；β为室内空气温度和墙体温度的耦合系数； 为t时刻室外的温度； 表示t时刻墙壁的温度值； 和 为保证人体舒适度的室内温度上限和温度下限；联立式(3)-式(5)，则：式中， 为常数，表示相邻时刻墙壁温度变化的上限， 分别为满足用户侧热负荷需求的热电联产机组热出力最大值和最小值；所述在热电联产机组的热出力调节范围内，执行热-电出力的联合优化包括：添加关于热电联产机组运行方式和电力系统相关属性的约束条件，定义新能源接纳能力最大化为目标函数，并将其输入CPLEX软件，输出热电联产机组运行方式最优解：式中，T为调度时间的总长度；t为仿真时间步长；N为系统总节点数；n为节点索引； 为优化变量，表示t时刻系统接纳n节点风电场的出力值；所述热电联产机组包括背压式机组和抽气式机组；根据背压式机组发电出力与热出力的比值，建立背压式机组热-电出力关系模型如下所示：式中， 表示第i台背压式机组在t时刻的发电出力， 表示第i台背压式机组在t时刻的热出力， 表示第i台背压式机组的发电出力与热出力之比；根据抽气式机组发电出力与热出力的比值，建立抽气式机组热-电出力关系模型：式中， 表示第i台抽气式机组在t时刻的发电出力， 表示第i台抽气式机组在t时刻的热出力， 表示第i台抽气式机组的发电出力与热出力之比； 和 分别表示第i台抽气式机组发电出力的上、下限；所述添加关于热电联产机组运行方式的约束条件包括：热平衡约束：热出力上、下限约束：发电出力与热出力之间的关系约束：式中， 和 均为正变量； 和 均为正变量；H t,n 、 和 为常数； 和 均为常数， 表示背压式机组的最小发电出力。 2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述添加关于电力系统相关属性的约束条件包括：最小启停机时间约束：启停机状态逻辑约束：火电机组出力约束：负荷平衡约束：线路潮流约束：系统旋转备用约束：风电功率约束：式中， 为二进制0-1变量，其值为“1”表示火电机组处于运行状态，其值为“0”则表示火电机组处于停机状态； 和 均为二进制0-1变量，分别表示向火电机组发送开启/停机指令“1”和停止发送开启/停机指令“0”；K 1 ’和K 2 ’均为常数，分别表示火电机组最小启机时间和最小停机时间； 和 分别为火电机组最大、最小出力值；E为期望值；P l 为常数，表示负荷大小；L为总负荷数；l为负荷索引；M为N line ×I维常数矩阵，表示直流潮流转移矩阵，其中N line 为传输线路个数； 为线路传输上限；P为各节点注入有功功率，其值为各节点发电出力之和与热负荷的差值； 为风电场理论出力。 3.一种用于实现权利要求1-2任一项所述提升风电利用率的热电联产机组运行优化方法的优化装置，其特征在于，所述装置包括：处理单元，用于建立热电联产机组的热-电出力关系模型；调控单元，用于确定热电联产机组的热出力调节范围；优化单元，用于在所述热电联产机组的热出力调节范围内，执行热-电出力的联合优化，输出热电联产机组运行方式最优解。 4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述处理单元包括：背压式机组处理子单元，用于根据背压式机组发电出力与热出力的比值，建立背压式机组热-电出力关系模型；抽气式机组处理子单元，用于根据抽气式机组发电出力与热出力的比值，建立抽气式机组热-电出力关系模型。 5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述调控单元包括：条件约束子单元，用于添加热电联产机组热出力的供热管网的热惯性、热延迟特性以及建筑物保温特性的约束；确定子单元，用于根据条件约束子单元，确定热电联产机组热出力的边界。 6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述优化单元包括：第一设置子单元，用于添加关于热电联产机组运行方式和电力系统相关属性的约束条件；第二设置子单元，用于定义新能源接纳能力最大化为目标函数；输出子单元，用于将第一、第二设置子单元包含的数据输入CPLEX软件，输出热电联产机组运行方式最优解。