一种考虑条件风险价值的综合能源系统优化调度方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111681130A(43)申请公布日2020.09.18(21)申请号202010543529.3H02J3/46(2006.01)(22)申请日2020.06.15(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号申请人国网经济技术研究院有限公司国网浙江省电力有限公司(72)发明人彭巧王秀丽齐世雄王志成李杰师婧王帅朱承治(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人李鹏威(51)Int.Cl.G06Q50/06(2012.01)G06Q10/06(2012.01)H02J3/00(2006.01)权利要求书5页说明书16页附图3页(54)发明名称一种考虑条件风险价值的综合能源系统优化调度方法(57)摘要一种考虑条件风险价值的综合能源系统优化调度方法，综合能源系统的设备建模；构建基于能源集线器的综合能源系统的基础优化调度模型，该模型的目标函数是成本最小；再构建基于场景的两阶段调度随机优化模型；最后建立考虑条件风险价值的综合能源系统优化调度模型。本发明既能够以风险成本最小为目标函数来避免系统提高较大的运行成本来应对综合能源系统的不确定性，又能够通过求解边际风险成本避免系统盲目地规避风险。本发明可以很好地降低风险，并且在风险系数的基础上提出边际风险成本的概念，为找到使得单位调度成本的增加能够最大程度减小条件风险价值的调度方式以及判断系统是否需要规避风险提供了指导。CN111681130ACN111681130A权利要求书1/5页1.一种考虑条件风险价值的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：1)综合能源系统的设备建模；2)构建基于能源集线器的综合能源系统的基础优化调度模型，该模型的目标函数是成本最小；3)根据基于能源集线器的综合能源系统的基础优化调度模型，构建基于场景的两阶段调度随机优化模型；4)根据基于场景的两阶段调度随机优化模型，建立考虑条件风险价值的综合能源系统优化调度模型。2.根据权利要求1所述的一种考虑条件风险价值的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，步骤1)的具体过程为：由处于同一区域的电力系统网络、天然气系统网络及其耦合部分能源集线器构成综合能源系统；其中，能源集线器从不同网络中获取能源，通过内部能源转换设备的耦合和转换，满足能源集线器内部的负荷需求，包括热电联产机组、燃气锅炉、热泵、风电和储电、储气和储热装置。3.根据权利要求1所述的一种考虑条件风险价值的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，步骤2)的具体过程如下：分别对输电网层面电力系统的直流潮流模型和天然气系统的Weymouth方程线性化模型进行计算，再通过能源集线器耦合两个系统，将非线性模型转化为混合整数线性规划问题，构建基于能源集线器的综合能源系统的基础优化调度模型。4.根据权利要求1所述的一种考虑条件风险价值的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，基于能源集线器的综合能源系统的基础优化调度模型的目标函数是成本最小：式中，CHub表示能源集线器运行总成本，包括购电购气成本储能设备成本弃风ss惩罚和切负荷惩罚其中，Pt和Ft表示购电量和购气量，和表示单位买电价格和买气价格；Gb,Gg和Gh分别表示电池、储气罐和储热罐的集合；和表示各个储能装置的进入能量和流出能量；和表w,cwshed示储能装置的单位运行成本；Pt表示弃风电量；μ表示单位弃风电量的惩罚因数；Pt，shedeghFt和分别表示电、气、热的切负荷量；μ，μ和μ表示单位切负荷量的惩罚因数，T表2CN111681130A权利要求书2/5页示一天中调度时段的总数；供需平衡约束在忽略电力和天然气损耗的情况下，电能平衡、天然气平衡、热量平衡描述为：ddCHPboilerpump式中，Pt，Ft和为电负荷、气负荷、热负荷；G，G和G是热电联产机组CHP、燃气锅炉和热泵的集合；和分别表示第i个热电联产机组CHP、燃气锅炉和热泵在t时刻的产出量；和分别表示第i个热电联产机组CHP、燃气锅炉和热泵在t时刻的消耗量；购买约束从网络中购买电量和气量符合上下限约束：式中，和表示t时刻所能购买的最大电量和气流量热电联产机组约束热电联产机组采用以电定热的形式，满足输入气和输出电、输出热的转换关系以及输出的上下限和前后时段的爬坡率约束：式中，表示电和热的转化系数；分别表示气转成电、热的转化效率；表示机组的输出电能上限；和表示机组的最大向上爬坡和向下爬坡；热泵约束热泵满足输入电和输出热的转换关系以及输出的上下限和前后时段的爬坡率约束如式：3CN111681130A权利要求书3/5页式中，表示电转成热的转化效率；表示机组的输出热能上限；和表示机组的最大向上爬坡和向下爬坡；燃气锅炉约束燃气锅炉满足输入气