计及风电消纳的综合能源系统优化方法、装置及可读介质.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115829302A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202310152799.5(74)专利代理机构天津市三利专利商标代理有(22)申请日2023.02.23限公司12107专利代理师闫俊芬(71)申请人国网天津市电力公司城西供电分公司(51)Int.Cl.地址300190天津市南开区红旗路278号G06Q10/0631(2023.01)申请人天津市城西广源电力工程有限公司G06Q10/04(2023.01)天津天源电力工程有限公司G06Q50/06(2012.01)天津市宁河区宁东盛源电力工程有限公司国网天津市电力公司国家电网有限公司天津大学(72)发明人孟庆霖葛磊蛟王中冠王剑晓许良药炜赵金孙京生李华王瑞仝新宇肖茂祥李盛伟张胜章凯权利要求书5页说明书13页附图15页(54)发明名称计及风电消纳的综合能源系统优化方法、装置及可读介质(57)摘要本发明公开了一种计及风电消纳的综合能源系统优化方法、装置及可读介质，通过向上级电网购电成本、向上级气网购气成本、核心设备运维成本以及弃风成本等四部分成本，构建该系统的优化运行目标函数，调节各类设备运行状态，优化系统总成本。本发明，计及海水淡化负荷调节效应后，系统根据各个时刻的能源价格以及负荷需求量，充分调动源荷之间互动性，使得系统日运行总成本减少4.6%，风电消纳率由原来的95.27%提升至98.14%，同时储水箱的利用率也从27.9%提升至99.14%，解决了冬季CHP机组以热定电约束导致的弃风问题以及海岸地区海水淡化机组所产生的高耗能成本问题。CN115829302ACN115829302A权利要求书1/5页1.一种计及风电消纳的综合能源系统优化方法，其特征在于，包括核心设备和为核心设备供能的供能网络，方法包括步骤：S100、获取向上级电网的购电成本、向上级气网的购气成本、核心设备运维成本以及弃风成本；S200、通过向上级电网的购电成本、向上级气网的购气成本、核心设备运维成本以及弃风成本以构建该系统的优化运行目标函数；S300、利用目标函数为系统的经济性优化运行，通过调节设备运行状态优化系统总成本；核心设备包括：能量转换设备、能量储存设备以及能量生产设备；所述目标函数表达式为：；其中：；式中：Ce,pur为购电成本；Cg,pur为购气成本；Co&m为核心设备运维成本；Ccur,W为弃风成本；ρe,t与Pe,t分别为系统在t时段购电时的电价与购电量；ρg,t与Pg,t分别为系统在t时段购买天然气时的气价与购气量；cj,t为设备j的单位功率运维成本；Pj,t为t时刻设备j的出力；CW为弃风系数；Pcur,t为t时段的弃风量；T为24个时段；J为设备的总数量。2.如权利要求1所述的优化方法，其特征在于，系统的多能供需平衡包括能源供应和负载之间的关系，所述能源供应和负载之间的关系基于约束条件描述。3.如权利要求2所述的优化方法，其特征在于，所述约束条件包括能量守恒约束和设备出力约束，所述设备出力约束包括能量转换设备约束、能量储存设备约束、能量生产设备约束。4.如权利要求3所述的优化方法，其特征在于，系统的能量守恒约束见式(6)‑式(8)：；式中：PW,t为t时刻系统风电机组的实际出力；PCHP_e,t为t时刻CHP机组输出的电功率；PBP_dch,t为t时刻蓄电池的放电功率；Le,t为t时刻系统的电负荷；PEB_e,t为t时刻电锅炉消耗的2CN115829302A权利要求书2/5页电功率；PBP_ch,t为t时刻蓄电池的充电功率；PP2G_e,t为t时刻电制氢设备消耗的电功率；Pdes,t为t时刻海水淡化机组的工作功率；PCHP_h,t为t时刻CHP机组输出的热功率；PEB_h,t为t时刻电锅炉输出的热功率；PHST_dch,t为t时刻储热罐的放热功率；Lh,t为t时刻系统的热负荷；PHST_ch,t为t时刻储热罐的储热功率；PP2G_g,t为t时刻电制氢设备输出的气功率；PCHP_g,t为t时刻CHP机组消耗的气功率。5.如权利要求3所述的优化方法，其特征在于，能量转换设备约束见公式(9)－公式(12)：；式中：PCHP_g,max、PCHP_g,min分别为t时刻CHP机组消耗气功率的上下限；PP2G_e,max、PP2G_e,min分别为t时刻P2G消耗电功率的上下限；PEB_e,max、PEB_e,min分别为t时刻EB消耗电功率的上下限；Pdes_max,t、Pdes_min,t分别为第t小时海水淡化负荷功率的上下限：PCHP_g,t为t时刻CHP机组消耗的气功率，PP2G_e,t为t时刻电制氢设备消耗的电功率，PEB_e,t为t时刻电锅炉消耗的电功率，Pdes,t为t时刻海水淡化机组的工作功率。6