基于粒子群优化算法的微型燃气轮机冷热电联供系统优化调度（Matlab代码实现）

news2024/12/23 6:30:51

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目录

1 概述

2 知识点回顾

3 微燃机冷热电联供系统优化运行步骤

4 微燃机冷热电联供系统方案的描述

5 优化运行分析的目标函数及约束条件

5.1 目标函数

5.2 约束条件

6 算例及运行结果

7 参考文献

8 Matlab代码实现

1 概述

微型燃气轮机具有寿命长、噪声低、重量轻、体积小、低污染、多燃料、低油耗、可遥控、自诊断以及多台集成扩容等一系列优点[1]。与其他燃气轮机相比，可尽量避免部分负荷运行，某台出现故障，电力供应受影响小。微型燃气轮机为核心的微燃机冷热电联供系统以天然气、沼气、汽油、柴油及烷类气体等为燃料，通过微型燃气轮机燃烧作功,其余热烟气驱动余热利用机组实现供电、供热、制冷和生活卫生用水等[2]，具有实现能源梯级利用、节能、环保等诸多优势，是分布式能源发展的重要方向。

摘要:根据微燃机冷热电联供的优化配置步骤及考虑因素，对微燃机冷热电联供系统的几种方案进行了研究。确立了以年运行费用最小为目标的函数及约束条件，在选定建筑物,满足其冷热电负荷的情况下，对几种运行方案分别进行了优化，得出了适合该建筑的最优方案，并对其运行策略进行了分析。讨论了天然气价格、微燃机价格对联供系统投资回收期的影响

本文做了电负荷和冷负荷，选取了夏季典型日，考虑了燃机轮机出力和空调出力，还有从电网购电，目标函数为联供系统一天运行最小费用，求解算法采用粒子群算法，基于粒子群优化算法的微型燃气轮机冷热电联供系统优化调度。

2 知识点回顾

3 微燃机冷热电联供系统优化运行步骤

本文优化运行分析主要针对冷热电联供系统的年运行费用，包括年运行能耗费用、初投资年等值费用和年维护费用(含维护人员费用支出)三部分。初投资和维护费用认为是设备容量的函数，运行能耗费用为每年支出的电费、燃气费等能源费用。约束条件主要考虑系统各组成设备的性能特性及整个系统的能流平衡。联供系统满足的用能负荷需求除了全年工况中选取夏、冬、春、秋典型日的逐时负荷为需求对象外还要加上在夏、冬两季高峰时刻的最大负荷和全年负荷。典型日负荷及最大日负荷用来确定系统各配置的容量,全年负荷为经济性分析田[3]微燃机冷热电联供系统优化配置的示意图。优化的目标是整个系统年度费用的最小化;通过改变设备配置的赋值而向县标逼近.

图1 微燃机冷热电联供系统的优化配置流程图

4 微燃机冷热电联供系统方案的描述

联供系统依据 “发电不售电“电力不足从电网购买” 的原则。如图2 （a）～（c）。联供系统

利用天然气燃烧驱动微燃机发电、供电。方案1为微燃机组＋排烟再燃型冷温水机组，微燃机发

电后的高温烟气送入排烟再燃型溴化锂吸收式冷温水机组根据季节不同供热、制冷不足的冷量或热量由天然气补燃获得。

5 优化运行分析的目标函数及约束条件

5.1 目标函数

联供系统的目标函数为：

$\operatorname{Min} C_{\text {totol }}=C_{\mathrm{E}}+C_{\mathrm{I}}+C_{0} \&_{\mathrm{M}}$

5.2 约束条件

详细讲解见第7部分和参考文献。

6 算例及运行结果

👨‍🎓博主课外兴趣：中西方哲学，送予读者：

👨‍💻做科研，涉及到一个深在的思想系统，需要科研者逻辑缜密，踏实认真，但是不能只是努力，很多时候借力比努力更重要，然后还要有仰望星空的创新点和启发点。当哲学课上老师问你什么是科学，什么是电的时候，不要觉得这些问题搞笑，哲学就是追究终极问题，寻找那些不言自明只有小孩子会问的但是你却回答不出来的问题。在我这个专栏记录我有空时的一些哲学思考和科研笔记：科研和哲思。建议读者按目录次序逐一浏览，免得骤然跌入幽暗的迷宫找不到来时的路，它不足为你揭示全部问题的答案，但若能让人胸中升起一朵朵疑云，也未尝不会酿成晚霞斑斓的别一番景致，万一它居然给你带来了一场精神世界的苦雨，那就借机洗刷一下原来存放在那儿的“真理”上的尘埃吧。

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