一种多能互补综合能源配置优化与运行方法技术

本发明专利技术涉及一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，属于资源配置优化领域。一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，包括以下步骤：确定园区一年的电负荷、热负荷的需求，确定光伏或风电出力特性曲线值、外部电网分时电价和天然气原料价格；根据园区的装机方案确定各类装机出力仿真曲线；比较外部电网电价与自发电成本的大小，然后根据外部电网分时电价与自发电成本的差价空间以及热负荷需求与园区装机组的最大出力值，来确定园区各装机机组出力顺序和出力值。本发明专利技术对提升园区多能互补最优运行提供了决策支撑，最大限度的降低成本，提升园区多能互补的整体利润，对促进园区多能互补发展有重大意义。

Optimization and operation method of multi energy complementarity integrated energy allocation

The invention relates to a multi energy complementarity integrated energy allocation optimization and operation method, which belongs to the field of resource allocation optimization. A multi energy complementary comprehensive energy allocation optimization and operation method, including the following steps: to determine the demand for the electric load and heat load of the park for one year, determine the curve value of the photovoltaic or wind power output, the time distribution price of the external grid and the price of natural gas, and determine the simulation curve of all kinds of loading force according to the installation case of the park; Compare the electricity price and the size of the self generating cost of the external power grid, and then determine the output sequence and the output value of each unit in the park according to the difference between the time price and the self generating cost of the external power grid and the maximum output value of the thermal load demand and the Park unit. The invention provides a decision support for the multiple complementary optimal operation of the upgrading Park, the maximum reduction of cost, and the promotion of the overall profit of the park to complement each other, which is of great significance to the promotion of the complex development of the park.

【技术实现步骤摘要】
一种多能互补综合能源配置优化与运行方法
本专利技术涉及一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，属于资源配置优化领域。
技术介绍
多能互补是一种将分布式电源、负荷、储能等有机整合在一起的小型发配用电力系统。将分布式电源以多能互补的形式接入大电网，被普遍认为是利用分布式电源最有效的方式之一，但由于装机方案中可能包括分布式燃气轮机等易于控制的电源，也可能包含如风电、光伏等具有间歇性和不易控制的电源，这些电源的相互投切以及相互影响，加之与外部电网电力交互的多变性，共同造成了多能互补条件下综合能源经济运行策略优化的必要性。现有的计算方法是(以一个含有光伏发电机组、分布式燃机、补燃型余热锅炉、燃气调峰锅炉的园区多能互补为例进行说明)以最大限度利用分布式燃机效率为原则，主要进行两个步骤：第一步，优先选用分布式燃机的热出力满足园区热负荷需求，根据分布式燃机热出力情况推算出分布式燃机电出力，多余电力出售给外部电网、不足电力从外部电网购买；第二步，若分布式燃机满负荷运转后，热出力仍满足不了园区热负荷需求，则满足不了的部分按照补燃型余热锅炉与燃气调峰锅炉的出力顺序进行补充。虽然这种方法从逻辑上可以想通，但是存在两个不容忽视的问题，一是未充分考虑外部电网电价与分布式燃机发电成本的差异，即忽略了外部电网的峰、平、谷电价，如果在外部电网电价高于分布式燃机发电成本时，应优先利用分布式燃机，但在外部电网电价低于自发电成本时，依然优先利用分布式燃机显然不符合经济性要求；二是未充分考虑补燃型余热锅炉、燃气调峰锅炉的供热成本差异，仅以补燃型余热锅炉与分布式燃机物理连接确定在供热时优先选用补燃型余热锅炉也不符合经济性要求。现阶段，多能互补的盈利性受制因素较多，在满足技术方案要求的前提下，更需要对运行策略进行优化选取、灵活调度。现有的计算方法，没有对园区多能互补的经济运行深度挖潜，在很大程度上降低了经济性，甚至制约和阻碍了多能互补的顺利发展。目前需要一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，来对多能互补的经济运行深度挖潜，提供最优运行策略，最大限度降低成本，提升园区整体利润和经济性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，选择出最优装机方案下的最优运行策略，最大限度降低成本，提升园区整体利润和经济性。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，包括以下步骤：步骤1：确定园区一年的电负荷、热负荷的需求；光伏或风电出力特性曲线值、外部电网分时电价和天然气原料价格。步骤2：根据园区的装机方案确定各类装机出力仿真曲线。步骤3：根据步骤1和步骤2确定的内容，比较外部电网电价与自发电成本的大小，然后根据外部电网分时电价与自发电成本的差价空间以及热负荷需求与园区装机组的最大出力值，来确定园区各装机机组出力顺序和出力值。本专利技术技术方案的进一步改进在于：园区的电负荷和热负荷在不断的变化，一年中每个小时的电负荷和热负荷的值都不同。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤1中记录的外部电网分时电价为一天24小时中不同时间的电价，根据一天中每个时刻的电价高低，将一天中不同时刻的电价从高到低依次称为峰、平、谷，一年中每一天的外部电网分时电价都相同。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤2中的园区装机方案为光伏发电机组或风力发电机组、分布式燃机、补燃余热锅炉和调峰燃气锅炉。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤2中的园区装机方案中分布式燃机和补燃余热锅炉为逻辑连接在一起并且是前后固定的出力顺序。本专利技术技术方案的进一步改进在于：步骤3中，确定装机出力顺序的方法为：当外部电网电价大于分布式燃机发电成本时，装机出力顺序为：光伏发电机组或风力发电机组、分布式燃机、补燃余热锅炉、调峰燃气锅炉；当外部电网电价小于分布式燃机发电成本，同时园区热负荷需求大于分布式燃机最大出力值+补燃余热锅炉最大出力值，则装机出力顺序为：光伏发电机组或风力发电机组、调峰燃气锅炉、分布式燃机、补燃余热锅炉；当外部电网电价小于分布式燃机发电成本，同时园区热负荷需求小于分布式燃机最大出力值+补燃余热锅炉最大出力值，则装机出力顺序为：光伏发电机组或风力发电机组、分布式燃机、补燃余热锅炉、调峰燃气锅炉；出力值按出力顺序确定，出力顺序在前的满负荷运行，如果不能满足需求，则出力顺序在后的依次进行递补至满足负荷，实际操作过程中，分布式燃机和补燃余热锅炉在满足出力顺序的前提下，对两者之间的出力值进行调整，可以进一步降低成本。本专利技术技术方案的进一步改进在于：分布式燃机的出力包括热出力和电出力，补燃型余热锅炉和燃气调峰锅炉只供热。本专利技术技术方案的进一步改进在于：园区热负荷的计算方法为：热负荷＝分布式燃机热出力值+补燃型余热锅炉出力值+燃气调峰锅炉出力值。本专利技术技术方案的进一步改进在于：确定园区各装机机组出力顺序和出力值后，通过光伏或风电出力值和分布式燃机电出力值的加和与同园区的电负荷相比较，确定向外部电网售电量或购电量。本专利技术技术方案的进一步改进在于：确定向外部电网售电量或购电量的具体方法为，向外部电网售电量＝光伏出力值或风电出力值+分布式燃机电出力值-电负荷，如果向外部电网售电量的计算结果为正数，则表示向电网卖电；如果向外部电网售电量的计算结果为负数，则表示需向电网买电。由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术效果有：本专利技术的多能互补综合能源配置优化与运行方法，对提升园区多能互补最优运行提供了决策支撑，从而选择出最优的装机方案以及最优装机方案下的最优运行策略，最大限度的提升园区多能互补的整体利润和经济性，对促进园区多能互补发展有重大积极意义。本专利技术充分考虑了外部电网不同时刻的峰、平、谷的电价差异，综合外部电网分时电价差异，使园区的多能互补达到最优化。本专利技术根据外部电网电价与多能互补自发电成本的价差空间以及热负荷需求与园区装机组成的最大出力值，来确定园区装机出力顺序和出力值，使能源配置达到最优化，节约能源降低成本，提高园区利润。本专利技术充分考虑了补燃型余热锅炉、燃气调峰锅炉的供热成本差异，其成本差异主要由两者实际操作中的出力值和燃气耗用量决定，符合经济性要求，进一步节约成本。附图说明图1是园区各装机机组出力顺序计算方案的流程图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步详细说明：本专利技术公开了一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，该方法对提升园区多能互补最优运行提供了决策支撑，从而选择出最优的装机方案以及最优装机方案下的最优运行策略，最大限度的提升园区多能互补的整体利润和经济性，对促进园区多能互补发展有重大积极意义。一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，包括以下步骤：步骤1：确定园区一年的电负荷、热负荷的需求；光伏或风电出力特性曲线值、外部电网分时电价和天然气原料价格。园区的电负荷和热负荷在不断的变化，一年中每个小时的电负荷和热负荷的值都不同。其中园区热负荷的计算方法为：热负荷＝分布式燃机热出力值+补燃型余热锅炉出力值+燃气调峰锅炉出力值；外部电网分时电价为一天24小时中不同时间的电价，根据一天中每个时刻的电价高低，将一天中不同时刻的电价从高到低依次称为峰、平、谷，一年中每一天的外部电网分时电价都相同。步骤2：根据园区的装机方案确定各类装机出力仿真本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：确定园区一年的电负荷、热负荷的需求；光伏或风电出力特性曲线值、外部电网分时电价和天然气原料价格；步骤2：根据园区的装机方案确定各类装机出力仿真曲线；步骤3：根据步骤1和步骤2确定的内容，比较外部电网电价与自发电成本的大小，然后根据外部电网分时电价与自发电成本的差价空间以及热负荷需求与园区装机组的最大出力值，来确定园区各装机机组出力顺序和出力值。

【技术特征摘要】
1.一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：确定园区一年的电负荷、热负荷的需求；光伏或风电出力特性曲线值、外部电网分时电价和天然气原料价格；步骤2：根据园区的装机方案确定各类装机出力仿真曲线；步骤3：根据步骤1和步骤2确定的内容，比较外部电网电价与自发电成本的大小，然后根据外部电网分时电价与自发电成本的差价空间以及热负荷需求与园区装机组的最大出力值，来确定园区各装机机组出力顺序和出力值。2.根据权利要求1所述的一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，其特征在于：园区的电负荷和热负荷在不断的变化，一年中每个小时的电负荷和热负荷的值都不同。3.根据权利要求1所述的一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，其特征在于：步骤1中记录的外部电网分时电价为一天24小时中不同时间的电价，根据一天中每个时刻的电价高低，将一天中不同时刻的电价从高到低依次称为峰、平、谷，一年中每一天的外部电网分时电价都相同。4.根据权利要求1所述的一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，其特征在于：步骤2中的园区装机方案为光伏发电机组或风力发电机组、分布式燃机、补燃余热锅炉和调峰燃气锅炉。5.根据权利要求4所述的一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，其特征在于：步骤2中的园区装机方案中分布式燃机和补燃余热锅炉为逻辑连接在一起并且是前后固定的出力顺序。6.根据权利要求4所述的一种多能互补综合能源配置优化与运行方法，其特征在于：步骤3中，确定装机出力顺序的方法为：当外部电网电价大于分布式燃机发电成本时，装机出力顺序为：光伏发电机组或风力发电机组...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，黎特，
申请(专利权)人：中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13