一种考虑风电不确定性的综合能源系统储能优化方法.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CN113987744A(43)申请公布日2022.01.28(21)申请号202111079378.1G06F111/04(2020.01)(22)申请日2021.09.15G06F119/08(2020.01)(71)申请人国网吉林省电力有限公司松原供电公司地址138000吉林省松原市宁江区查干淖尔大街2277号(72)发明人罗晓乐宋洋徐立新徐翔梁家车靖峰(74)专利代理机构沈阳铭扬联创知识产权代理事务所(普通合伙)21241代理人屈芳(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06Q50/06(2012.01)H02J3/28(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图3页(54)发明名称一种考虑风电不确定性的综合能源系统储能优化方法(57)摘要本发明属于综合能源系统领域，具体涉及一种考虑风电不确定性的综合能源系统储能优化方法，包括：建立双层优化模型，所述双层优化模型包括上层规划层以及下层运行层；求取上层规划层的最优解，并作为下层运行层的决策变量传递给下层运行层；层运行层以运行成本最低为目标函数，求取最优运行策略，并把下层运行层的最优值返回给上层规划层，上层规划层计算目标函数值与适应度值进行寻优，得到最优储能配置方案，解决风电消纳问题并实现投资和运行的经济性。CN113987744ACN113987744A权利要求书1/3页1.一种考虑风电不确定性的综合能源系统储能优化方法，其特征在于，该方法包括：建立双层优化模型，所述双层优化模型包括上层规划层以及下层运行层；求取上层规划层的最优解，并作为下层运行层的决策变量传递给下层运行层，其中所述上层规划层以储能投资成本最低的目标函数对储能配置容量进行寻优得到包括储电规划容量和储热规划容量；所述下层运行层以运行成本最低为目标函数，求取最优运行策略，并把下层运行层的最优值返回给上层规划层，上层规划层计算目标函数值与适应度值进行寻优，得到最优储能配置方案。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双层优化模型表示为：其中F(·)为上层目标函数、f(·)为下层目标函数；G(·)为上层约束条件，g(·)为下层约束条件，x上层的决策变量，y为下层的决策变量。3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上层规划层的决策变量为储电的配置容量和储热的配置容量，目标函数为设备年投资成本最小，其中风电机组、CHP机组、电锅炉及热泵作为已有资源，电池储电、蓄水罐储热为待定容资源，对待定容资源进行优化配置。4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，上层规划层的目标函数以储能设备的投资成本Cinv最低为目标函数，所述储能设备包括电池储电、蓄水罐储热，上层规划层的目标函数为：minC＝Cinv式中：为储电设备的单位容量安装成本，为储热设备的单位容量安装成本；EES储电设备的容量,EHS为储热设备的容量；RES为储电设备的投资回收系数,RHS分别为储热设备的投资回收系数；rES储电设备的贴现率,rHS为储热设备的贴现率；NES储电设备的使用寿命,NHS为储热设备的使用寿命。5.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，将储电、储热的安装容量是受限制作为约束条件：2CN113987744A权利要求书2/3页式中：为储电的安装容量上限，EES为储电的安装容量下限，为储热的安装容量上限，EHS为储热的安装容量下限。6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，以上层规划层得到的储电、储热规划容量为决策变量，以运行成本最低为目标函数：minCope＝CCHP+Cwind式中：CCHP为燃料成本；Cwind为弃风惩罚成本；n表示CHP机组数；T表示总时段数；表示第i台CHP机组t时刻的煤耗量；ccoal为燃料煤价格；cwind为弃风单位惩罚成本；Pwind,t为t时刻风电机组的弃风量，等于风电预测出力减去风电实际出力。7.按照权利要求1或6所述的方法，其特征在于，下层运行层的约束条件包括等式约束和不等式约束，其中等式约束包括电、热平衡约束，不等式约束包括风电机组出力约束、CHP机组出力约束、电锅炉、热泵出力约束和储能约束；等式约束包括电平衡约束和热平衡约束，保证电源侧和负荷侧的电、热功率守恒，其中电平衡约束：PWT,t+PCHP,t＝PLD,t+PHP,t+PEB,t+PES,t式中：PWT,t为时段t的风电出力；PCHP,t为时段t热电联产机组的出力；PLD,t为时段t系统中的总电负荷；PHP,t为时段t热泵出力；PEB,t为时段t电锅炉出力，PES,t为时段t储电设备充放电功率；热平衡约束：QCHP,t+QHP,t+QEB,t＝QLD,t+QHS,t式中：QCHP,t为时段t的CHP机组热出力；QHP,t为时段t的热泵热出力；