一种污水处理厂综合能源的优化调度方法及装置与流程

本发明涉及综合能源优化调度，具体涉及一种污水处理厂综合能源的优化调度方法及装置。

背景技术：

1、综合能源系统(integrated energy system，简称ies)是指在一定的地理范围内，将电力、热力等多种能源形式通过技术集成与系统优化，实现能源的高效利用和管理的系统。综合能源系统的核心在于通过先进的能源管理和优化调度技术，优化各类能源设施的运行状态，降低能源消耗，实现经济效益和环境效益的双重提升。

2、将分布式光伏、风电等技术与污水处理厂结合，提高污水处理厂绿色用能比例，是污水处理厂综合能源典型应用场景。但是，相关的污水厂处理场景的综合能源系统需要通过余电上网和配置储能策略，保证可再生能源生产电力的消纳，然而由于上网电价显著低于消费侧用能价格，余电上网会造成综合能源收益的减损，而储能配置容量增加会增加综合能源系统投资成本和运维成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种污水处理厂综合能源的优化调度方法及装置，以解决相关的污水厂处理场景的综合能源系统的综合能源收益的减损，增加运行成本的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种污水处理厂综合能源的优化调度方法，该方法包括：

3、构建污水处理厂综合能源运行模型；污水处理厂综合能源运行模型由分布式发电设备、污水处理厂可调节工艺设备和污水处理厂蓄水基础设施构成；

4、基于污水处理厂综合能源运行模型确定综合能源实际运行数据，并以污水处理厂综合能源系统的运行收益最大为目标，基于综合能源实际运行数据建立优化目标函数；

5、获取污水处理厂综合能源的设备运行需求数据，基于设备运行需求数据为优化目标函数建立约束条件；

6、对优化目标函数进行求解，得到污水处理厂综合能源优化调度结果。

7、本实施例提供的一种污水处理厂综合能源的优化调度方法，污水处理厂综合能源运行模型由分布式发电设备、污水处理厂可调节工艺设备和污水处理厂蓄水基础设施构成，污水处理厂综合能源运行模型不需要配置储能设备，降低了污水处理厂的综合能源运行成本，并且以污水处理厂综合能源系统的运行收益最大为目标，基于综合能源实际运行数据建立优化目标函数，并对优化目标函数进行求解，得到污水处理厂综合能源优化调度结果，实现了对污水处理厂综合能源的最优调度，提高了污水处理厂的综合能源收益。

8、在一种可选的实施方式中，基于污水处理厂综合能源运行模型确定综合能源实际运行数据，并以污水处理厂综合能源系统的运行收益最大为目标，基于综合能源实际运行数据建立优化目标函数，包括：

9、基于污水处理厂综合能源运行模型，获取光伏和风电发电功率、新能源电力收益价格、光伏和风电运维成本、光伏和风电弃电惩罚成本和配电网供能成本；

10、基于光伏和风电发电功率和新能源电力收益价格构建调度收益函数；

11、基于光伏和风电运维成本、光伏和风电弃电惩罚成本和配电网供能成本构建调度成本函数；

12、以污水处理厂综合能源系统的运行收益最大为目标，基于调度收益函数和调度成本函数建立优化目标函数。

13、本实施例提供的一种污水处理厂综合能源的优化调度方法，通过污水处理厂综合能源运行模型构建调度收益函数和调度成本，进而基于调度收益函数和调度成本函数建立优化目标函数，使得优化目标函数同时考虑了碳减排收益和交易收益，避免了余电上网，降低了对配电网的影响，提高了污水处理厂的综合能源收益。

14、在一种可选的实施方式中，以污水处理厂综合能源系统的运行收益最大为目标，基于调度收益函数和调度成本函数建立优化目标函数，优化目标函数的表达式如下所示：

15、max f＝fies-cies

16、其中，f表示污水处理厂综合能源系统的调度净收益，fies表示调度收益函数，cies表示调度成本函数。

17、在一种可选的实施方式中，基于设备运行需求数据为优化目标函数建立约束条件，包括：

18、基于设备运行需求数据确定用能侧需求函数，基于分布式发电设备对应的光伏和风电的发电功率数据，以及配电网供能数据确定供能侧能力函数，基于用能侧需求函数和供能侧能力函数建立构建调度功率平衡约束；

19、基于设备运行需求数据确定污水处理厂可调节工艺设备对应的设备运行用电负荷调度函数，并基于设备运行用电负荷调度函数建立工艺设备运行约束；

20、基于设备运行需求数据确定污水处理厂蓄水基础设施的运行需求，并基于污水处理厂蓄水基础设施的运行需求建立蓄水池容量约束；

21、将调度功率平衡约束、工艺设备运行约束和蓄水池容量约束作为优化目标函数的约束条件。

22、本实施例提供的一种污水处理厂综合能源的优化调度方法，通过构建调度功率平衡约束、工艺设备运行约束和蓄水池容量约束，充分发掘了污水处理厂可调负荷资源和蓄水池调节功能，最大化消纳具有随机性、波动性的可再生能源发电功率，有助于提升污水处理厂综合能源系统的经济效益。

23、在一种可选的实施方式中，调度功率平衡约束包括光伏发电功率约束、风电发电功率约束和配电网功率约束。

24、在一种可选的实施方式中，对优化目标函数进行求解，得到污水处理厂综合能源优化调度结果，包括：

25、获取可再生能源发电预测值和污水进水量预测值，基于可再生能源发电预测值和污水进水量预测值，采用非线性优化算法对优化目标函数进行求解，得到污水处理厂综合能源优化调度结果；其中，污水处理厂综合能源优化调度结果包括预设时间段内的污水处理厂可调节工艺设备的设备运行工况优化调度结果和污水处理厂蓄水基础设施的进水量优化调度结果。

26、本实施例提供的一种污水处理厂综合能源的优化调度方法，通过非线性优化算法对优化目标函数进行求解，得到预设时间段内的污水处理厂可调节工艺设备的设备运行工况优化调度结果和污水处理厂蓄水基础设施的进水量优化调度结果，实现了对污水处理厂综合能源的最优调度。

27、第二方面，本发明提供了一种污水处理厂综合能源的优化调度装置，该装置包括：

28、构建模块，用于构建污水处理厂综合能源运行模型；污水处理厂综合能源运行模型由分布式发电设备、污水处理厂可调节工艺设备和污水处理厂蓄水基础设施构成；

29、第一建立模块，用于基于污水处理厂综合能源运行模型确定综合能源实际运行数据，并以污水处理厂综合能源系统的运行收益最大为目标，基于综合能源实际运行数据建立优化目标函数；

30、第二建立模块，用于获取污水处理厂综合能源的设备运行需求数据，基于设备运行需求数据为优化目标函数建立约束条件；

31、求解模块，用于对优化目标函数进行求解，得到污水处理厂综合能源优化调度结果。

32、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的污水处理厂综合能源的优化调度方法。

33、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的污水处理厂综合能源的优化调度方法。

34、第五方面，本发明提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的污水处理厂综合能源的优化调度方法。