計(jì)及預(yù)測(cè)誤差的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)成本計(jì)算方法

景衛(wèi)哲，劉洋，田宇娣

(四川大學(xué) 電氣信息學(xué)院，成都 610065)

計(jì)及預(yù)測(cè)誤差的冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)成本計(jì)算方法

景衛(wèi)哲，劉洋，田宇娣

(四川大學(xué) 電氣信息學(xué)院，成都 610065)

目前，計(jì)算分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)成本時(shí)，源荷數(shù)據(jù)均采用預(yù)測(cè)值。但各類負(fù)荷預(yù)測(cè)方法和可再生能源出力預(yù)測(cè)方法具有局限性，會(huì)造成數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)存在誤差，進(jìn)而影響聯(lián)供系統(tǒng)成本計(jì)算的準(zhǔn)確性。建立參與元件較為全面的聯(lián)供系統(tǒng)模型，采用拉丁超立方采樣技術(shù)模擬各類負(fù)荷及可再生能源出力預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤差波動(dòng)，并用場(chǎng)景削減技術(shù)提取出可涵蓋絕大多數(shù)誤差的典型場(chǎng)景，對(duì)每種典型場(chǎng)景進(jìn)行成本計(jì)算后按概率加權(quán)得到計(jì)及預(yù)測(cè)誤差的系統(tǒng)成本。最后，對(duì)典型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)進(jìn)行仿真及靈敏度分析，結(jié)果表明，對(duì)于不同精度的預(yù)測(cè)值，所提方法均能計(jì)算出符合實(shí)際的聯(lián)供系統(tǒng)成本，為實(shí)際系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)提供有效參考。

冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)；分布式能源；成本；預(yù)測(cè)誤差；拉丁超立方采樣

0 引言

分布式能源系統(tǒng)因其能效高及貼近用戶等特點(diǎn)，是未來(lái)能源系統(tǒng)的重要發(fā)展方向。分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)DCCHP(distributed combined cooling, heating and power system)作為分布式能源系統(tǒng)的主要形式，集發(fā)電、制冷、供熱為一體，實(shí)現(xiàn)了能源的綜合梯級(jí)利用及多能源互補(bǔ)，具有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、可靠和靈活智能等優(yōu)點(diǎn)[1-2]。其應(yīng)用范圍亦十分廣泛，既能滿足石化、冶金等高耗能行業(yè)的能源需求，也能完成工業(yè)園區(qū)、商業(yè)和民用建筑內(nèi)采暖、制冷、供電、熱水和除濕等多種功能的實(shí)現(xiàn)要求[3]。因上述優(yōu)點(diǎn)，使之受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。其中，聯(lián)供系統(tǒng)的成本計(jì)算問(wèn)題是學(xué)術(shù)研究的重點(diǎn)。文獻(xiàn)[4]初步建立了含燃?xì)廨啓C(jī)、高溫余熱鍋爐、壓縮吸收制冷機(jī)等元素的聯(lián)供系統(tǒng)模型，但由于能量供應(yīng)源種類單一，導(dǎo)致系統(tǒng)成本偏高。文獻(xiàn)[5]引入了電制冷機(jī)及燃?xì)忮仩t，增強(qiáng)了供能的多樣性，加大了系統(tǒng)可優(yōu)化調(diào)度的空間，降低了成本。但研究未考慮將清潔能源加入系統(tǒng)。文獻(xiàn)[6]較文獻(xiàn)[4-5]在模型中增加了光伏電池及風(fēng)電機(jī)組兩類可再生能源的元素，并建立了天然氣費(fèi)與電費(fèi)和的系統(tǒng)成本模型，采用NR-PSO算法求解了聯(lián)供系統(tǒng)成本。文獻(xiàn)[7]增加考慮了系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本，得出了更為全面的系統(tǒng)成本模型，并采用基于Hessian矩陣迭代的內(nèi)點(diǎn)法對(duì)模型進(jìn)行了求解。文獻(xiàn)[8]中引入有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)為聯(lián)供系統(tǒng)提供了熱電能靈活轉(zhuǎn)化的新模式，并對(duì)加裝ORC的聯(lián)供系統(tǒng)與原聯(lián)供系統(tǒng)進(jìn)行了成本比較。

上述文獻(xiàn)在計(jì)算DCCHP成本時(shí)，研究者往往將可再生能源及負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)直接代入系統(tǒng)模型中計(jì)算。但是各類數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)方法在預(yù)測(cè)過(guò)程中可能由于歷史數(shù)據(jù)的不完整、環(huán)境變量突變等原因，不可避免地出現(xiàn)預(yù)測(cè)值偏離真實(shí)值而產(chǎn)生預(yù)測(cè)誤差。將預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)直接代入的成本計(jì)算方法未能包含預(yù)測(cè)誤差的波動(dòng)情況，必然導(dǎo)致系統(tǒng)成本計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確。本文針對(duì)上述問(wèn)題，提出了一種可以計(jì)及負(fù)荷及可再生能源出力預(yù)測(cè)誤差的聯(lián)供系統(tǒng)成本計(jì)算方法，利用拉丁超立方技術(shù)對(duì)預(yù)測(cè)值采樣來(lái)模擬各種可能發(fā)生的誤差場(chǎng)景，并用場(chǎng)景削減技術(shù)提取典型場(chǎng)景計(jì)算成本，然后按發(fā)生概率對(duì)場(chǎng)景成本加權(quán)得到計(jì)及預(yù)測(cè)誤差的系統(tǒng)成本。最后，對(duì)典型冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)進(jìn)行仿真并針對(duì)不同精度的預(yù)測(cè)值分析本文方法的靈敏度，驗(yàn)證所提方法的有效性。

1 分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)模型

分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)具有多樣的能源供應(yīng)方式及豐富的能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)各種能質(zhì)的合理高效利用。本文建立的聯(lián)供系統(tǒng)由燃?xì)獍l(fā)電機(jī)群、燃?xì)忮仩t、余熱回收系統(tǒng)、吸收制冷機(jī)、電制冷機(jī)、風(fēng)電機(jī)組、光伏電池及有ORC系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)能量流動(dòng)方式如圖1所示。

圖1能量流動(dòng)方式所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)工作機(jī)制如下：系統(tǒng)從燃?xì)夤举?gòu)買(mǎi)天然氣輸送至燃?xì)獍l(fā)電機(jī)群及燃?xì)忮仩t，燃?xì)忮仩t產(chǎn)生熱能經(jīng)管道傳遞至熱母線；燃?xì)獍l(fā)電機(jī)群產(chǎn)生電能輸送至電母線，其設(shè)備余熱由余熱回收系統(tǒng)收集并傳送至熱母線；熱母線上一部分熱能直接經(jīng)管道傳遞給熱負(fù)荷，其余部分被吸收制冷機(jī)收集并轉(zhuǎn)化為冷能送至冷母線，若此冷能未滿足冷負(fù)荷需求，則由電制冷機(jī)將電母線上部分電能轉(zhuǎn)化為冷能進(jìn)行補(bǔ)給；光伏電池與風(fēng)電機(jī)組產(chǎn)生的電能均輸送至電母線，用以滿足電負(fù)荷需求；若電母線上電能不足，則系統(tǒng)從外部電網(wǎng)購(gòu)電來(lái)滿足電負(fù)荷需求，反之則向外部電網(wǎng)出售電能；此外，當(dāng)系統(tǒng)熱能過(guò)剩時(shí)，ORC系統(tǒng)啟動(dòng)，將熱母線中過(guò)剩的熱能轉(zhuǎn)化為電能輸送至電母線，可提高能源利用率。

圖1 DCCHP能量流動(dòng)方式

下文將具體介紹冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)內(nèi)的主要設(shè)備模型及系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)冷、熱、電母線約束條件。

1.1 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)群模型

建立含有多臺(tái)微型燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)群模型，通過(guò)對(duì)實(shí)際歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合得到其發(fā)電效率函數(shù)[7]

(1)

式中：ηcc1000為機(jī)群總出力為Pg(t)時(shí)的發(fā)電效率；Pn為發(fā)電機(jī)群額定出力；Pi為效率多項(xiàng)式函數(shù)的系數(shù)。

1.2 余熱回收系統(tǒng)模型

余熱回收系統(tǒng)收集燃?xì)獍l(fā)電機(jī)群的發(fā)電余熱并將其送至熱母線，模型引入損失系數(shù)來(lái)模擬余熱在管道中傳輸時(shí)的熱量損耗。其模型為

(2)

式中：Qhsum(t)為時(shí)段t余熱回收系統(tǒng)收集的總熱量；ηh為余熱回收系統(tǒng)的熱回收效率；λlost為余熱傳輸時(shí)的損失系數(shù)。

1.3 其他設(shè)備模型

設(shè)聯(lián)供系統(tǒng)中燃?xì)忮仩t、吸收制冷機(jī)、電制冷機(jī)及ORC系統(tǒng)啟動(dòng)后工作效率均保持不變，則其設(shè)備輸出能量(冷、熱、電)可用設(shè)備輸入能量(冷、熱、電或天然氣)與對(duì)應(yīng)能量轉(zhuǎn)化效率的乘積來(lái)表示[9]，供能模型均可表示為

(3)

式中：Lout(t)為時(shí)段t設(shè)備輸出能量(冷、熱、電)；Lout(t)為時(shí)段t設(shè)備輸入能量(冷、熱、電或天然氣)；Ct為設(shè)備的能量轉(zhuǎn)化效率。

1.4 電母線能量平衡約束

系統(tǒng)任意時(shí)刻由各類設(shè)備輸入至電母線上電量的代數(shù)和應(yīng)滿足該時(shí)刻的電負(fù)荷需求，即

(4)

式中：Pg,ele(t)為時(shí)段t燃?xì)獍l(fā)電機(jī)群發(fā)電量；Pwind(t)及Ppv(t)為時(shí)段t風(fēng)電機(jī)組和光伏電池提供的電量；Pgrid(t)為時(shí)段t與電網(wǎng)交易的電量；PORC(t)為時(shí)段tORC轉(zhuǎn)化得到的電量；Pecold(t)為時(shí)段t電制冷機(jī)消耗的電量；Pload(t)為時(shí)段t的電負(fù)荷。

1.5 熱母線能量平衡約束

熱母線能量平衡指由系統(tǒng)各設(shè)備向熱母線注入或收集的熱量能滿足系統(tǒng)熱負(fù)荷需求，表達(dá)式為

(5)

1.6 冷母線能量平衡約束

冷母線能量平衡要求吸收制冷機(jī)與電制冷機(jī)向冷母線上提供的冷能可滿足冷負(fù)荷需求，即

(6)

式中：Qac(t)為時(shí)段t吸收制冷機(jī)提供的冷能；Qec(t)為時(shí)段t電制冷機(jī)提供的冷能；Cload(t)為時(shí)段t的冷負(fù)荷。

2 聯(lián)供系統(tǒng)成本計(jì)算方法

2.1 系統(tǒng)成本模型

本節(jié)建立冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)綜合成本模型并將其作為求解的目標(biāo)函數(shù)，如式(7)所示。其中，綜合成本包括購(gòu)氣成本、與電網(wǎng)交易成本及各設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本。

(7)

(8)

(9)

圖3 計(jì)及預(yù)測(cè)值誤差的系統(tǒng)成本求解流程

(10)

Pac(t)vac+Pv(t)vv+Pwind(t)vwind+

PORC(t)vORC) ，

(11)

式中：C為系統(tǒng)綜合成本；CEle為與電網(wǎng)交易成本；CLng為天然氣購(gòu)置成本；CMan為各設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本和；R(t)為時(shí)段t系統(tǒng)與電網(wǎng)交易的分時(shí)電價(jià)；rlng(t)為時(shí)段t的天然氣價(jià)；Px(t)為各設(shè)備時(shí)段t的運(yùn)行功率，vx為各設(shè)備時(shí)段t的運(yùn)行維護(hù)成本，其中x代表燃?xì)獍l(fā)電機(jī)、燃?xì)忮仩t、余熱回收系統(tǒng)、吸收制冷機(jī)、光伏電池、風(fēng)電機(jī)組及有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)成本計(jì)算方法

本文將一天按小時(shí)數(shù)分為24個(gè)時(shí)段，設(shè)每個(gè)時(shí)段系統(tǒng)負(fù)荷、各設(shè)備出力、電氣價(jià)格均保持不變，則求解系統(tǒng)成本問(wèn)題即可表示為求解一個(gè)多時(shí)段多變量的線性規(guī)劃問(wèn)題，其標(biāo)準(zhǔn)形式為

(12)

式中：F(x)為聯(lián)供系統(tǒng)成本模型，即式(7)；變量x為聯(lián)供系統(tǒng)各設(shè)備輸入量或輸出量；hk(x)為系統(tǒng)各設(shè)備模型約束及電母線能量平衡約束，即式(1)～(4)；gl(x)為系統(tǒng)冷、熱母線能量平衡約束，即式(5)～(6)；xmin及xmax分別為變量x的下限和上限。

在MATLAB中將各設(shè)備參數(shù)、分時(shí)電氣價(jià)格及各類等式和不等式約束條件編入線性規(guī)劃求解程序，輸入各時(shí)段負(fù)荷預(yù)測(cè)值、各時(shí)段可再生能源出力預(yù)測(cè)值，經(jīng)線性規(guī)劃可求出系統(tǒng)成本及對(duì)應(yīng)設(shè)備出力，系統(tǒng)成本求解流程如圖2所示。

圖2 DCCHP成本求解流

3 計(jì)及預(yù)測(cè)誤差的系統(tǒng)成本計(jì)算方法

3.1 成本計(jì)算流程

由圖2聯(lián)供系統(tǒng)成本求解流程可知，向線性規(guī)劃模型中輸入一組數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)值可得到對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)成本。而各類負(fù)荷及可再生能源出力預(yù)測(cè)方法，在預(yù)測(cè)過(guò)程中會(huì)因歷史數(shù)據(jù)不完整或環(huán)境突變等原因造成預(yù)測(cè)值與實(shí)際值之間產(chǎn)生誤差，且不同預(yù)測(cè)方法精度不同，造成的誤差大小亦不同。因此，僅代入預(yù)測(cè)值計(jì)算成本的方法不能很好地反映真實(shí)的系統(tǒng)成本，需將預(yù)測(cè)值的誤差波動(dòng)考慮在內(nèi)。本文采用對(duì)預(yù)測(cè)值按其誤差分布采樣的方法來(lái)模擬實(shí)際中預(yù)測(cè)值的波動(dòng)情況。每次采樣結(jié)果即代表一種可能發(fā)生場(chǎng)景，完成采樣后，對(duì)數(shù)量巨大的初始樣本進(jìn)行場(chǎng)景削減，可提煉出能代表絕大多數(shù)誤差情形的典型場(chǎng)景(負(fù)荷及可再生能源出力情況)及其發(fā)生概率。將典型場(chǎng)景數(shù)據(jù)均輸入上節(jié)線性規(guī)劃模型，可得到每種場(chǎng)景所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)成本，最后將場(chǎng)景成本按發(fā)生概率加權(quán)計(jì)算出計(jì)及預(yù)測(cè)誤差的系統(tǒng)成本。計(jì)及預(yù)測(cè)值誤差的系統(tǒng)成本求解流程如圖3所示。

3.2 場(chǎng)景構(gòu)建

拉丁超立方采樣技術(shù)(LHS)是1979年由學(xué)者M(jìn).D.Mckay等提出的一種分層采樣方法。方法通過(guò)采樣和排序2步，能夠使樣本點(diǎn)均勻分布并完全覆蓋隨機(jī)變量的樣本空間[10-11]。因上述良好性質(zhì)，選之為本文采樣方法。

設(shè)風(fēng)光出力預(yù)測(cè)誤差及負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差均滿足正態(tài)分布[12-13]，本文采用LHS在數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)值的基礎(chǔ)上按正態(tài)分布對(duì)其誤差采樣，可得到計(jì)及誤差波動(dòng)的負(fù)荷數(shù)據(jù)和可再生能源出力數(shù)據(jù)。將初始數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)值以向量表示，并排列如下：X=[x1,x2, … ,xv,…,xm],其中：m=120；x1～x24為時(shí)段1～24的風(fēng)電出力預(yù)測(cè)值；x25～x48為時(shí)段1～24的光伏出力預(yù)測(cè)值；x49～x120為時(shí)段1至?xí)r段24的冷、熱、電負(fù)荷預(yù)測(cè)值。對(duì)初始向量X進(jìn)行LHS采樣n次，步驟如下：

(2)求隨機(jī)變量xv在每個(gè)狀態(tài)xvj的數(shù)量n×p(xvj)，其中，p(xvj)為xv取狀態(tài)xvj的概率；

(3)生成X的狀態(tài)矩陣Xs，Xs為n×m維矩陣，第v列數(shù)據(jù)由上步中o組n×p(xvj)個(gè)xvj隨機(jī)排列構(gòu)成；

(4)對(duì)樣本X進(jìn)行n次采樣，在第i次采樣中依次從Xs的第i行順序抽取得到樣本值Xi。

初始采樣為了詳盡地反映誤差波動(dòng)，使得樣本數(shù)量較大，過(guò)多的樣本會(huì)造成場(chǎng)景重復(fù)和計(jì)算復(fù)雜。通過(guò)定義場(chǎng)景距離函數(shù)削減相似場(chǎng)景，提煉出能代表絕大多數(shù)誤差情形的典型場(chǎng)景(負(fù)荷及可再生能源出力情況)及其發(fā)生概率，削減步驟及公式如圖4所示。

圖4 拉丁超立方采樣場(chǎng)景削減步驟

3.3 加權(quán)成本計(jì)算

對(duì)上節(jié)產(chǎn)生的幾種典型場(chǎng)景分別進(jìn)行線性規(guī)劃，可得到每種場(chǎng)景下的系統(tǒng)成本，對(duì)各場(chǎng)景成本按概率加權(quán)可得計(jì)及預(yù)測(cè)值誤差的系統(tǒng)成本，即

(13)

式中：Ccor為計(jì)及預(yù)測(cè)值誤差的系統(tǒng)成本；z為典型場(chǎng)景數(shù)；pi為第i種場(chǎng)景的發(fā)生概率；Csce，i為第i種場(chǎng)景下系統(tǒng)成本。

4 算例仿真

4.1 仿真過(guò)程

為了驗(yàn)證本文所提方法的有效性和可行性，選取第1節(jié)建立的DCCHP模型進(jìn)行算例仿真。仿真調(diào)度時(shí)段數(shù)為24，每時(shí)段為1 h，各時(shí)段內(nèi)各設(shè)備出力恒定且與電網(wǎng)交互電價(jià)跟隨分時(shí)電價(jià)。天然氣費(fèi)設(shè)定為3.195 元/m3，按高位熱值折算為0.325 元/(kW·h)。算例中負(fù)荷及可再生能源出力預(yù)測(cè)值采用某地典型DCCHP預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)[6]。

由于風(fēng)電隨機(jī)性強(qiáng)，使之預(yù)測(cè)誤差大于光伏及各類負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差，故取風(fēng)電出力采樣均值為預(yù)測(cè)值，均方差為預(yù)測(cè)值的8%，取光伏及各類負(fù)荷采樣均值為預(yù)測(cè)值，均方差為預(yù)測(cè)值的5%。依據(jù)上述誤差波動(dòng)范圍對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)值按3.2節(jié)步驟進(jìn)行LHS采樣100次，并取第7時(shí)段風(fēng)電出力預(yù)測(cè)值的采樣結(jié)果作為結(jié)果展示，如圖5所示。圖5中，平行于橫軸的實(shí)線代表該時(shí)段風(fēng)電出力預(yù)測(cè)值，每一個(gè)采樣點(diǎn)均模擬了該時(shí)段風(fēng)電出力在實(shí)際中可能出現(xiàn)的一種偏差情形，全圖采樣點(diǎn)的分布反映了該時(shí)段風(fēng)電出力預(yù)測(cè)誤差的波動(dòng)情況。

圖5 第7時(shí)段風(fēng)電出力預(yù)測(cè)值的采樣結(jié)果

對(duì)預(yù)測(cè)值采樣100次后，得到100個(gè)向量，對(duì)其按圖4所示步驟進(jìn)行場(chǎng)景削減。綜合考慮采樣精確性與計(jì)算復(fù)雜性，將預(yù)測(cè)誤差的波動(dòng)情況削減為5種有代表性的類型，得到5個(gè)典型場(chǎng)景。圖6截取典型場(chǎng)景向量的一部分，展示了場(chǎng)景1～5第10～21時(shí)段的風(fēng)電出力和場(chǎng)景3，5的電負(fù)荷。圖中每條曲線與預(yù)測(cè)值曲線走勢(shì)大致相同但各點(diǎn)均存在偏差，代表了一類發(fā)生概率較大的風(fēng)電出力情形或電負(fù)荷需求。

圖6 場(chǎng)景削減后典型場(chǎng)景數(shù)據(jù)

項(xiàng)目場(chǎng)景1場(chǎng)景2場(chǎng)景3場(chǎng)景4場(chǎng)景5總成本發(fā)生概率 0.10100.34700.20500.04800.2990系統(tǒng)成本/元23061.2721137.6822119.2625984.6824034.9522632.13

圖7 典型場(chǎng)景4下系統(tǒng)各設(shè)備出力

將上述5個(gè)典型場(chǎng)景數(shù)據(jù)輸入線性規(guī)劃模型，得到各場(chǎng)景下系統(tǒng)成本及各設(shè)備出力情況。將各典型場(chǎng)景成本按式(13)概率加權(quán)得系統(tǒng)總成本，見(jiàn)表1。以典型場(chǎng)景4為例分析成本規(guī)劃后系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果如圖7所示。

由圖7可明顯看出，在時(shí)段9～14中，燃?xì)忮仩t啟動(dòng)運(yùn)行且出力逐漸增加。造成此現(xiàn)象的原因?yàn)椋荷鲜鰰r(shí)段內(nèi)冷熱負(fù)荷總需求達(dá)到一天的峰值，致使燃?xì)獍l(fā)電機(jī)群提供的熱能不能滿足系統(tǒng)熱量要求，需要鍋爐供熱進(jìn)行補(bǔ)充；而在同一時(shí)段電負(fù)荷需求增長(zhǎng)迅速，鍋爐進(jìn)一步增加出力產(chǎn)生熱能，并由ORC將熱母線中熱能轉(zhuǎn)化為電能輸送至電母線，有效地減少了在午間用電高峰時(shí)段系統(tǒng)向外電網(wǎng)購(gòu)電的成本。圖7中還可看出，吸收制冷機(jī)僅在時(shí)段23～7的夜間啟動(dòng)運(yùn)行，而電制冷機(jī)卻工作于全時(shí)段。這是由于電制冷機(jī)具有較高的能效比，可將1單位的電能轉(zhuǎn)化為3單位的冷能，因此，作為冷負(fù)荷需求大的日間供能方式；而在冷負(fù)荷需求較小的夜間時(shí)段，2種制冷設(shè)備共同分擔(dān)系統(tǒng)冷能要求。

4.2 靈敏度分析

由于不同預(yù)測(cè)方法具有不同的預(yù)測(cè)精度，對(duì)不同誤差范圍的預(yù)測(cè)值均采用本文方法計(jì)算成本，進(jìn)行方法靈敏度分析。取各類數(shù)據(jù)采樣均值為預(yù)測(cè)值，風(fēng)電出力均方差為預(yù)測(cè)值的10%，12%，15%，光伏出力和負(fù)荷均方差為預(yù)測(cè)值的5%，8%，10%，進(jìn)行成本計(jì)算。3種誤差范圍下，本文方法與未計(jì)及預(yù)測(cè)值誤差成本計(jì)算方法的成本偏差對(duì)比如圖8所示。由圖8可見(jiàn)，系統(tǒng)成本隨著負(fù)荷及可再生能源出力預(yù)測(cè)值誤差范圍的增大而略有偏大，且成本偏差增長(zhǎng)趨勢(shì)相比預(yù)測(cè)值誤差增長(zhǎng)趨勢(shì)而言增長(zhǎng)更為平緩。

圖8 3種誤差范圍下成本偏差對(duì)比

5 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了一種計(jì)及預(yù)測(cè)誤差的DCCHP成本計(jì)算方法。對(duì)于負(fù)荷及可再生能源預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)采用LHS模擬預(yù)測(cè)誤差波動(dòng)，并采用場(chǎng)景削減技術(shù)全面、客觀地刻畫(huà)出可代表絕大多數(shù)誤差情形的典型場(chǎng)景，針對(duì)每種典型場(chǎng)景計(jì)算成本后按概率加權(quán)得出計(jì)及誤差的系統(tǒng)成本。最后，通過(guò)計(jì)算誤差范圍不同的預(yù)測(cè)值對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)成本來(lái)分析方法的靈敏度，可得到系統(tǒng)成本偏差增長(zhǎng)趨勢(shì)，表明本文方法適用于計(jì)算不同精度預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)下的系統(tǒng)成本，為實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。

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(本文責(zé)編：白銀雷)

2017-04-14；

2017-05-12

國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(51437003)

TM 72

A

1674-1951(2017)05-0001-06

景衛(wèi)哲(1992—)，男，山西臨汾人，在讀碩士研究生，從事分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)的研究(E-mail:2015223035108@stu.scu.edu.cn)。

劉洋(1982—)，男，遼寧大連人，副教授，工學(xué)博士，碩士研究生導(dǎo)師，從事電力系統(tǒng)分布式計(jì)算與電力大數(shù)據(jù)方面的研究工作。

田宇娣(1996—)，女，四川眉山人，在讀本科生，從事冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)研究工作。