一种能源互联网多能互补控制方法技术

一种能源互联网多能互补控制方法。其包括多能互补替代特性分析、多能系统耦合建模、能源系统潮流方程及约束条件建立、采用顺序求解法计算等步骤。本发明专利技术提供的能源互联网多能互补控制方法实施简单易行，科学合理。能够在满足技术要求的前提下，建立了能源互联网多能互补控制方法，实现对整个系统能源的有效利用，获得可观的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种能源互联网多能互补控制方法
本专利技术涉及能源互联网
，尤其涉及一种能源互联网多能互补控制方法。
技术介绍
能源互联网是以电力网为基础，利用可再生能源技术、智能电网技术及互联网技术，融合电力网、天然气网、氢能源网等多能源网及电气化交通网，形成多种能源高效利用和多元主体参与的能源互联共享网络，消纳高渗透率可再生清洁能源，并激活新的商业模式。可再生清洁能源既包括集中开发的大型能源基地的可再生能源，也包括用户侧就地开发、用户自身消纳为主的分布式能源。能源互联网实现多能源的清洁生产、传输、利用和服务，是“可再生能源+智能电网+互联网”。能源互联网含有多种形式能源，从能源供应侧角度看各种能源形式可以互补，从能源消费侧角度看各种用能形式可以相互替代，实现能源间的多能互补替代，有利于提高整个系统能源利用率，促进系统清洁能源消纳，有利于推动能源互联网的发展。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种能源互联网多能互补控制方法。本专利技术提供的能源互联网多能互补控制方法包括按顺序进行的下列步骤：步骤1：多能互补替代特性分析；基于能源特性和能源价格因素，从能源供应侧角度对用能系统中的电能、热能、天然气等各类能源进行互补性分析，从能源需求侧角度对冷/热/电/气消费形式进行替代特性分析；步骤2：多能系统耦合建模；建立能源集线器模型，充分考虑不同能源系统之间的耦合关系，建立输入与输出的耦合矩阵；步骤3：能源系统潮流方程及约束条件建立；建立以满足能源需求、功率平衡、设备运行条件为约束，以多能源用能成本最小为目标函数的系统多能互补控制模型；基于能源集线器模型，完成对冷/热/电/气综合能源服务系统综合潮流的求解；步骤4：采用顺序求解法计算；求解多能互补模型得到综合能源服务系统多能互补控制策略；求解流程是在现有电力系统潮流程序上增加天然气潮流模块和冷/热/电/气耦合分析模块来完成。在步骤1中，所述的多能互补替代特性分析方法包括下列步骤：步骤1.1:所述能源供应侧互补特性是指风能、太阳能等可再生能源由于其时间、空间、品位特性的区别，通过互补利用，往往能够达到彼此取长补短、事半功倍的效果；步骤1.2:所述能源消费侧替代特性是指能源消费侧所用的冷/热/电/气存在多种供应方式，相互间可以替代，用户根据需求自由选择。在步骤2中，所述的多能系统耦合建模方法包括下列步骤：步骤2.1：列写能源系统输入与输出的耦合关系：L＝CP(4)式(4)中：L是输入，P是输出，C是输入与输出的耦合矩阵步骤2.2：列写内部耦合矩阵的元素式(5)中：P0为分布式能源输入，Pe为电输入，Pg为气输入，Le为电输出,Lg为气输出，L0为分布式能源输出，耦合矩阵C里面的元素代表不同形式能源的耦合系数。在步骤3中，所述的潮流模型描述为如下形式：式中：F为电力系统方程，G为天然气系统方程，EH为能源集线器方程，xg表示电气系统变量，包括电压和相角，负荷及发电有功和无功等；xg表示天然气系统变量，包括压力、流量和压缩机压缩比等；xeh表示CCHP系统变量，包括所带的电/热负荷，以及与ICES的交换功率。在步骤4中，所述的采用顺序求解法计算的方法包括下列步骤：步骤4.1：读取系统原始数据，包括电力系统历史数据、冷/热系统历史数据、气网系统历史数据；步骤4.2：生成能源集线器转换耦合矩阵，包括分布式能源输入/输出、电输入/输出、气输入/输出，耦合矩阵里面的元素代表不同形式能源的耦合系数；步骤4.3：建立不同系统的潮流方程，包括电力系统方程、天然气系统方程、能源集线器方程；步骤4.4：选择能源集线器系统内合适的运行模式，然后分解系统，并对每个系统潮流独立求解；步骤4.5：求解完成后，输出结果。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术提供的能源互联网多能互补控制方法实施简单易行，科学合理。能够在满足技术要求的前提下，建立了能源互联网多能互补控制方法，实现对整个系统能源的有效利用，获得可观的经济和社会效益。附图说明图1为本专利技术提供的能源互联网多能互补控制方法流程图。图2为能源集线器结构图。图3为能源互联网潮流求解流程图。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。如图1所示，本专利技术提供的能源互联网多能互补控制方法采包括按顺序进行的下列步骤：步骤1：多能互补替代特性分析；基于能源特性和能源价格因素，从能源供应侧角度对用能系统中的电能、热能、天然气等各类能源进行互补性分析，从能源需求侧角度对冷/热/电/气消费形式进行替代特性分析；步骤1.1:所述能源供应侧互补特性是指风能、太阳能等可再生能源由于其时间、空间、品位特性的区别，通过互补利用，往往能够达到彼此取长补短、事半功倍的效果，风光互补就是典型例子。步骤1.2:所述能源消费侧替代特性是指能源消费侧所用的冷/热/电/气存在多种供应方式，相互间可以替代。例如CCHP机组、地源热泵、空调都能供冷热，用户可以根据需求自由选择。步骤2：多能系统耦合建模；建立如图2所示的能源集线器模型，充分考虑不同能源系统之间的耦合关系，建立输入与输出的耦合矩阵；步骤2.1：列写能源系统输入与输出的耦合关系：L＝CP(4)式(4)中：L是输入，P是输出，C是输入与输出的耦合矩阵步骤2.2：列写内部耦合矩阵的元素式(5)中：P0为分布式能源输入，Pe为电输入，Pg为气输入，Le为电输出,Lg为气输出，L0为分布式能源输出，耦合矩阵C里面的元素代表不同形式能源的耦合系数。步骤3：能源系统潮流方程及约束条件建立；建立以满足能源需求、功率平衡、设备运行条件为约束，以多能源用能成本最小为目标函数的系统多能互补控制模型；基于能源集线器模型，完成对冷/热/电/气综合能源服务系统综合潮流的求解，潮流模型可描述为如下形式：式中：F为电力系统方程，G为天然气系统方程，EH为能源集线器方程，xg表示电气系统变量，包括电压和相角，负荷及发电有功和无功等；xg表示天然气系统变量，包括压力、流量和压缩机压缩比等；xeh表示CCHP系统变量，包括所带的电/热负荷，以及与ICES的交换功率等。步骤4：采用顺序求解法计算；求解多能互补模型得到综合能源服务系统多能互补控制策略；求解流程是在现有电力系统潮流程序上增加天然气潮流模块和冷/热/电/气耦合分析模块来完成，如图3所示。步骤4.1：读取系统原始数据，包括电力系统历史数据、冷/热系统历史数据、气网系统历史数据。步骤4.2：生成能源集线器转换耦合矩阵，包括分布式能源输入/输出、电输入/输出、气输入/输出，耦合矩阵里面的元素代表不同形式能源的耦合系数。步骤4.3：建立不同系统的潮流方程，包括电力系统方程、天然气系统方程、能源集线器方程。步骤4.4：选择能源集线器系统内合适的运行模式，然后分解系统，并对每个系统潮流独立求解。步骤4.5：求解完成后，输出结果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能源互联网多能互补控制方法，其特征在于：所述的方法包括按顺序进行的下列步骤：步骤1：多能互补替代特性分析；基于能源特性和能源价格因素，从能源供应侧角度对用能系统中的电能、热能、天然气等各类能源进行互补性分析，从能源需求侧角度对冷/热/电/气消费形式进行替代特性分析；步骤2：多能系统耦合建模；建立能源集线器模型，充分考虑不同能源系统之间的耦合关系，建立输入与输出的耦合矩阵；步骤3：能源系统潮流方程及约束条件建立；建立以满足能源需求、功率平衡、设备运行条件为约束，以多能源用能成本最小为目标函数的系统多能互补控制模型；基于能源集线器模型，完成对冷/热/电/气综合能源服务系统综合潮流的求解；步骤4：采用顺序求解法计算；求解多能互补模型得到综合能源服务系统多能互补控制策略；求解流程是在现有电力系统潮流程序上增加天然气潮流模块和冷/热/电/气耦合分析模块来完成。

【技术特征摘要】
1.一种能源互联网多能互补控制方法，其特征在于：所述的方法包括按顺序进行的下列步骤：步骤1：多能互补替代特性分析；基于能源特性和能源价格因素，从能源供应侧角度对用能系统中的电能、热能、天然气等各类能源进行互补性分析，从能源需求侧角度对冷/热/电/气消费形式进行替代特性分析；步骤2：多能系统耦合建模；建立能源集线器模型，充分考虑不同能源系统之间的耦合关系，建立输入与输出的耦合矩阵；步骤3：能源系统潮流方程及约束条件建立；建立以满足能源需求、功率平衡、设备运行条件为约束，以多能源用能成本最小为目标函数的系统多能互补控制模型；基于能源集线器模型，完成对冷/热/电/气综合能源服务系统综合潮流的求解；步骤4：采用顺序求解法计算；求解多能互补模型得到综合能源服务系统多能互补控制策略；求解流程是在现有电力系统潮流程序上增加天然气潮流模块和冷/热/电/气耦合分析模块来完成。2.根据权利要求1所述的能源互联网多能互补控制方法，其特征在于：在步骤1中，所述的多能互补替代特性分析方法包括下列步骤：步骤1.1:所述能源供应侧互补特性是指风能、太阳能等可再生能源由于其时间、空间、品位特性的区别，通过互补利用，往往能够达到彼此取长补短、事半功倍的效果；步骤1.2:所述能源消费侧替代特性是指能源消费侧所用的冷/热/电/气存在多种供应方式，相互间可以替代，用户根据需求自由选择。3.根据权利要求1所述的能源互联网多能互补控制方法，其特征在于：在步骤2中，所述的多能系统耦合建模方法包括下列步骤：步骤2.1：列写能源系统输入与输出的耦合关系：L＝CP(4)式(4)中：L是输入，P是输出，C是...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘聪，庄剑，张军，迟福建，李桂鑫，王哲，李盛伟，王鑫，孙阔，易文飞，王愈轩，薛连志，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司，国家电网公司，华北电力大学，北京蓝海新源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12