1.一种综合能源系统运行模式平滑切换控制方法,其特征是,包括:判断综合能源系统是否需要模式切换;响应于综合能源系统需要从当前运行模式切换至经济运行模式/安全运行模式,执行以下操作:S1,获取综合能源系统当前设备参数,所述当前设备参数包括当前运行状态数据;S2,基于综合能源系统当前设备参数,利用预先构建的经济运行模式优化模型SOM/安全运行模式优化模型EOM,求解得到经济运行模式/安全运行模式下的期望运行状态数据;S3,计算综合能源系统由当前运行状态切换至期望运行状态的最短过渡时间,作为期望过渡时间;S4,基于当前时刻的当前运行状态数据与期望过渡时间截止时刻的期望运行状态数据,利用最小二乘算法建立综合能源系统运行状态数据与时间之间的一元线性回归方程;S5,根据所述一元线性回归方程确定综合能源系统在期望过渡时间内各时间点的运行状态数据;S6,根据各时间点的运行状态数据控制综合能源系统内相应设备的运行,直至综合能源系统运行模式切换完成。
2.根据权利要求1所述的综合能源系统运行模式平滑切换控制方法,其特征是,根据外部运行模式切换指令判断综合能源系统是否需要模式切换;响应于外部运行模式切换指令为切换至经济运行模式/安全运行模式,执行步骤S1-S6。
3.根据权利要求1所述的综合能源系统运行模式平滑切换控制方法,其特征是,所述预先构建的综合能源系统EOM模型为以购电和购气费用最小为目标的设备输出功率优化函数,EOM模型约束包括冷、热、电三种负荷的供需平衡约束,以及包括热电联产机组、燃气机组、吸收式制冷机、余热换热器、燃气锅炉、电热炉、电制冷机、气制冷机、储电、储冷和储热的各个设备运行约束。
4.根据权利要求1或3所述的综合能源系统运行模式平滑切换控制方法,其特征是,所述EOM模型的优化目标函数为:min F=[λ grid P grid +λ gas (G CHP +G GC +G GB ++G GT )/R gas ] (1)其中,λ grid 表示购电价格,P grid 表示购电功率;λ gas 表示天然气价格,G CHP 、G GC 、G GB 和G GT 分别表示热电联产机组、气制冷机、燃气锅炉和燃气机组的购气功率,R gas 表示天然气热值;冷、热、电三种负荷供需平衡等式约束为:其中,C AC 、C PC 、C GC 和C CS 分别表示吸收式制冷组、电制冷机、气制冷机和储冷装置输出的冷功率,C load 表示总的冷负荷功率;H HX 、H GB 、H PH 、和H HS 分别表示余热换热器、燃气锅炉、电热炉和储热装置输出的热功率,H load 表示总的热负荷功率;P CHP 、P GT 和P PS 分别表示热电联产机组、燃气机组和储电设备的输出功率,P PC 和P PH 分别表示电制冷机和电热炉消耗的电功率,P load 表示总的电功率;设备运行约束条件包括:冷功率输出设备的上下限约束:热功率输出设备的上下限约束:电功率输出设备的上下限约束:在式(3)、(4)、(5)中,各变量上标min和max分别表示对应变量的下限和上限;热电联产机组通过燃烧天然气产生同时产生电能和热能,背压式CHP机组的电功率和热功率输出与天然气功率输入的关系如下:其中,η CHP 为热电联产机组的发电效率,c QP 为热电联产机组的热电比(常数),Q CHP 表示热电联产机组的余热功率;热电联产机组产生的余热进入余热炉,一部分余热通过吸收式制冷机转化成冷功率输出,另一部分余热通过换热器输出热功率;吸收式制冷机的冷功率输出以及余热换热器的热功率输出分别为:其中,η AC 和η HX 分别表示吸收式制冷能效系数和余热换热器制热效率,γ HC 表示余热炉用于制热的比例。
5.根据权利要求1所述的综合能源系统运行模式平滑切换控制方法,其特征是,所述预先构建的综合能源系统SOM模型为以购电费用、购气费用与切负荷补偿费用之和最小为目标的设备输出功率及切除负荷功率优化函数;SOM模型约束包括冷、热、电三种能源的N-1故障备用约束,冷、热、电三种负荷的供需平衡约束,以及包括热电联产机组、燃气机组、吸收式制冷机、余热换热器、燃气锅炉、电热炉、电制冷机、气制冷机、储电、储冷、储热的各个设备运行约束。
6.根据权利要求5所述的综合能源系统运行模式平滑切换控制方法,其特征是,所述SOM模型的优化目标函数为:其中, 和 分别表示切除的冷负荷、热负荷和电负荷, 和 分别表示切除冷负荷、热负荷和电负荷的补偿价格;所述冷、热、电三种负荷供需平衡等式约束为:所述冷、热、电三种能源的N-1故障的备用约束为:冷/热/电功率输出设备的事故备用功率总和大于任何一台制冷/制热/发电设备的冷/热/电功率输出。
7.根据权利要求1所述的综合能源系统运行模式平滑切换控制方法,其特征是,定义综合能源系统运行状态数据包括多个运行状态变量,所述综合能源系统由当前运行状态切换至期望运行状态的最短过渡时间为:多个运行状态变量分别从初始运行状态值切换至期望运行状态值所需最短平滑过渡时间中的最大值。
8.根据权利要求7所述的综合能源系统运行模式平滑切换控制方法,其特征是,各运行状态变量从初始运行状态值切换至期望运行状态值所需最短平滑过渡时间为:式中,Δt 2,i 为第i个运行状态变量从初始运行状态值平滑切换过渡至期望运行状态值的时间, 和 分别为系统第i个运行状态变量的初始状态值和期望状态值, 和 分别表示系统第i个运行状态变量满足平滑切换要求的下降和上升速率。
9.根据权利要求1所述的综合能源系统运行模式平滑切换控制方法,其特征是,对于第i个运行状态变量,所述综合能源系统运行状态数据与时间之间的一元线性回归方程为:x 2,i (t)=α 2,i t+β 2,iα 2,i 为第i个运行状态变量变化过程直线的斜率,β 2,i 为常数项。
10.一种综合能源系统运行模式平滑切换控制装置,包括:模式切换需求判断模块,被配置用于判断综合能源系统是否需要模式切换;模式切换模块,被配置用于响应于综合能源系统需要从当前运行模式切换至经济运行模式/安全运行模式,执行以下操作:S1,获取综合能源系统当前设备参数,所述当前设备参数包括当前运行状态数据;S2,基于综合能源系统当前设备参数,利用预先构建的经济运行模式优化模型SOM/安全运行模式优化模型EOM,求解得到经济运行模式/安全运行模式下的期望运行状态数据;S3,计算综合能源系统由当前运行状态切换至期望运行状态的最短过渡时间,作为期望过渡时间;S4,基于当前时刻的当前运行状态数据与期望过渡时间截止时刻的期望运行状态数据,利用最小二乘算法建立综合能源系统运行状态数据与时间之间的一元线性回归方程;S5,根据所述一元线性回归方程确定综合能源系统在期望过渡时间内各时间点的运行状态数据;S6,根据各时间点的运行状态数据控制综合能源系统内相应设备的运行,直至综合能源系统运行模式切换完成。