考虑电-热柔性负荷的区域综合能源系统容量配置方法.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CN113690879A(43)申请公布日2021.11.23(21)申请号202110895894.5(22)申请日2021.08.05(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人杨丽君霍伟王冬生赵宇张灵犀(74)专利代理机构北京孚睿湾知识产权代理事务所(普通合伙)11474代理人韩燕(51)Int.Cl.H02J3/00(2006.01)H02J3/46(2006.01)H02J3/32(2006.01)权利要求书5页说明书12页附图1页(54)发明名称考虑电-热柔性负荷的区域综合能源系统容量配置方法(57)摘要本发明提供一种考虑电‑热柔性负荷的区域综合能源系统容量配置方法，其包括以下步骤：步骤1，建立系统可参与调度的电‑热柔性负荷模型；步骤2，构建含多类型柔性负荷的优化能量调度策略；步骤3，确定区域综合能源系统规划目标函数和要求条件，建立包括柔性负荷调度补偿在内的双层优化配置模型；步骤4，采用梯形模糊变量模拟风电和光电出力，将步骤3中模糊机会约束条件转化为确定性等价类形式，求得到各个设备的最优配置和各时段出力。本发明可以优化负荷曲线，促进能源的消纳，兼顾设备优化配置和运行策略，降低系统受到外界多重不确定性的影响。CN113690879ACN113690879A权利要求书1/5页1.一种考虑电‑热柔性负荷的区域综合能源系统容量配置方法，其特征在于，其包括以下步骤：步骤1，建立系统参与调度的电‑热柔性负荷模型；其中电‑热柔性负荷模型包括电力柔性负荷模型和热力柔性负荷模型；所述电力柔性负荷模型包含可平移负荷、可转移负荷和可削减负荷模型；根据电力柔性负荷模型得到综合能源系统给用户补偿产生的总约束为：Cbc＝，Cshift+Ctrans+Ccut(11)其中，Cshift为负荷发生平移后用户获得的补偿，Ctrans为负荷发生转移后用户获得的补偿，Ccut为负荷发生削减后用户获得的补偿；建立热力柔性负荷模型，以自回归滑动平均时间序列模型描述热网回水温度、供水温度，建筑物室内温度，室外温度之间的动态关系；步骤2，构建含多类型柔性负荷的优化能量调度策略，具体过程如下：根据步骤1中热力柔性负荷模型，为了实现系统整体结果最优即各设备出力约束整体最小，综合能源系统各设备遵循含多类型柔性负荷的优化能量调度策略；步骤3，确定区域综合能源系统规划目标函数和要求条件，建立包括柔性负荷调度补偿在内的双层优化配置模型；双层优化配置模型上层以运营商建设区域综合能源系统(ICES)的各机组建设和运行最优为目标函数进行设备选型和容量配置，所述目标函数表达式为：minf＝Cinv+Co(16)式中：Cinv为设备建设年等值约束，Co为综合能源系统年运行约束，i为ICES的设备类型；Ωi为设备类型i的备选型号集合，Cfij为设备类型i型号j的设备初始建设目标，Crij为设备类型i型号j的设备的残值，Cmij为设备类型i型号j的设备的运行维护目标，aij为设备类型i型号j的安装台数，σij为设备类型i型号j的设备的安装状态，Rij为设备的目标回收系数，r为贴现率，lij为设备j的寿命期望值，N为IES中的设备类型数；设备容量需满足计及不确定性综合需求响应，IDR的最坏情况下的最大负荷，表示为：其中，Xij为设备类型i型号j的设备的安装容量；ηij为设备类型i型号j设备的转换效率；分别表为最坏情况下负荷中的最大值；双层优化配置模型中下层优化以日运行约束最优为目标函数优化各种设备出力，具体目标函数表述为：minCop＝Cg+Ce+Cen+Cbc(21)2CN113690879A权利要求书2/5页式中：Cg为总的天然气获取约束；Ce为与大电网交互约束；Cen为环境出力约束；Cbc为用户参与IDR后，系统给用户的补偿约束；ρg为单位天然气的获取约束；为CHP系统t时刻输出的总功率；和ηGB分别为燃气锅炉t时刻输出的热功率和热效率；为t时刻可替代负荷转成气负荷的功率；β为天然气的地位热值；Δt为一个传统计时段，和分别为IES在t时刻从电网获取电量和向电网提供电量的约束，和分别为t时刻从电网获取和提供的电量；ξ为污染物单位处理约束，ηGB为CHP系统的发电效率，μpc和μgc分别为使用电能和天然气时污染物的排放系数；综合约束包括电功率平衡要求、热功率平衡要求、设备出力要求、储能设备要求、机组爬坡要求；步骤4，考虑电‑热柔性负荷对区域综合能源系统规划配置影响，并采用梯形模糊变量模拟风电和光电出力，在模糊机会约束的框架下构造区域综合能源系统优化运行的模型，将步骤3中模糊机会约束条件转化为确定性等价类形式，求得到各个设备的最优配置和各时段出力。2.根据权利要求1所