The invention discloses an optimization control method of regional integrated energy system, which includes the following steps: S1, the objective function of regional integrated energy system optimization control; realizing the goal of lowest total operation cost, highest reliability and system emission reduction rate of regional integrated energy system; dividing the objective function into three modules: operation cost model, environmental cost model and system reliability model; It includes S11, construction of objective function based on operation cost model; S12, construction of objective function based on environmental cost model; S13, construction of objective function based on system reliability model; S2, analysis of optimization control constraints of regional integrated energy system; including S21, energy balance constraints analysis; S22, energy balance constraints analysis; S23, system operation constraints. \u3002 This control method aims to achieve the lowest total operating cost, the highest reliability and the highest system emission reduction rate.
【技术实现步骤摘要】
一种区域综合能源系统优化控制方法
本专利技术涉及能源综合利用
，具体涉及一种区域综合能源系统优化控制方法。
技术介绍
能源是人类生存的物质基础，也是社会发展和文明进步的先决条件。然而，社会生产力的跨越式发展导致了能源需求的急剧上升。传统化石能源面临着严重的过度开发和几近枯竭的问题。传统的能源利用系统需要改造和升级。因此，全面优化和利用能源、热能、天然气和其他能源，建立RIES将是提高能源效率和实现可持续能源发展的重要途径。RIES优化调度和运行的主要目标是提高整体能效、提高运行可靠性、降低能源成本和减少系统污染物排放。在能源系统耦合互补的研究中，文献《区域级综合能源系统多能耦合优化研究》从三个层次的功能模块、子系统和区域综合能源系统建立模型，深入研究各种能源利用技术以及冷、热、电多种能源形式的耦合优化过程。文献《多能互补区域能源典型方案设计与研究》基于国内外能源互联网和多能源互补提出一种新的区域能源互联网运行机制。鉴于综合能源系统中多能源流动的特点，文献《面向电网削峰的综合能源系统分层分布式协调控制方法》提出一种分层分布式协调控制方法来协调校园中的直接调谐资源和用户需求响应资源，以执行全面的削峰。文献《区域综合能源系统多主体非完全信息下的双层博弈策略》提出一个由能源供应商、分销网络和用户组成的多主题双层游戏互动策略。在能量网络方程的建立和求解中，文献《ResearchontheConstructionofEnergyNetworkBasedonModularEnergyServiceIndustry》提出一种天然气和电力联合输送的方法，这样天然气输送...
【技术保护点】
1.一种区域综合能源系统优化控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、构建区域综合能源系统优化控制目标函数以实现区域综合能源系统总运行费用最低、可靠性和系统减排率最高的目的，将目标函数分为运行成本模型、环境成本模型和系统可靠性模型三个模块；S11、构建基于运行成本模型的目标函数区域综合能源系统经济调度的目标是使能源成本最小化；经济运行成本主要由天然气、电能和热能的交易成本组成；除此之外，还包括系统本身的运行成本；确定基于运行成本模型的目标函数如下F1＝minCop＝Cop‑E+Cop‑H+Cop‑NG (1)
【技术特征摘要】
1.一种区域综合能源系统优化控制方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、构建区域综合能源系统优化控制目标函数以实现区域综合能源系统总运行费用最低、可靠性和系统减排率最高的目的，将目标函数分为运行成本模型、环境成本模型和系统可靠性模型三个模块；S11、构建基于运行成本模型的目标函数区域综合能源系统经济调度的目标是使能源成本最小化；经济运行成本主要由天然气、电能和热能的交易成本组成；除此之外，还包括系统本身的运行成本；确定基于运行成本模型的目标函数如下F1＝minCop＝Cop-E+Cop-H+Cop-NG(1)Cop-H＝CHB_grid+ah_stPh_st(t)(3)式中Cop——运营成本(元)；Cop-E——电能供应模块的运行成本(元)；Ci——分布式发电的运营成本(元/kW)；Pi——分布式发电的输出功率(kW)；γele-dr——需求响应电价(元/kWh)；γele——固定电价(元/kWh)；PEB_grid(t)——系统和电网之间的交换功率(kW)；Cbat,dep——单位时间储能的充/放电折旧费用(元/kWh)；Cop-H——热能供应模块的运营成本(元)；CHB_grid——系统和热力公司的热量交换成本(元)；Ph_st(t)——储热系统的功率(kW)；ah_st——蓄热系统的电力成本(元/kWh)；Cop-NG——天然气供电模块的运营成本(元)；——热能供应模块的运营成本(元)；CHB_grid——需求响应天然气价格(元/m3)；——固定天然气价格(元/m3)；LHVNG——天然气的低热值(kWh/m3)；PNG_st(t)——天然气存储系统的功率(kW)；ah_st——天然气存储系统的功率成本(元/kW)；M,N——需求响应系数，M,N＝1表示系统参与需求响应；M,N＝0表示系统不参与需求响应；S12、构建基于环境成本模型的目标函数以天然气为燃料的CCHP系统和燃气锅炉是区域综合能源系统的重要动力和供热单元，也是区域综合能源系统污染物排放的重要来源；区域综合能源系统运行的环境成本主要包括以下两个方面：能源生产污染物造成的环境损失和由此造成的非环境损失；相关部门收取的排污费；环境成本最小化模型如下所示：式中CE——环境成本(元)；Pk(t)——t时刻的发射源k的功率(kW)；——来自排放源k的污染物j的排放系数(元/kg)；Qj——污染物排放水平(kg)；ζEC-p——污染物排放惩罚费用(元)；S13、构建基于系统可靠性模型的目标函数区域综合能源系统缺电率是电力系统常用的一个供电可靠性指标；根据区域综合能源系统与电力系统的相关性，构建了区域综合能源系统供给可靠性指标：能源供给损失率(LossofEnergySupplyProbability，LESP)，LESP表示某一时期系统能源供给缺口与总能量需求的比值；式中LESP(t)——环境成本(元)；Pk(t)——t时刻系统内能量缺额与t时刻总能量需求之比(％)；Edemand,t——t时刻系统内能量需求总量(kW)；Esupply,t——t时刻系统内能量需求供给(kW)；S2、对区域综合能源系统优化控制约束条件进行分析S21、能量平衡约束分析区域综合能源系统能量平衡的主要对象是电、热、冷、天然气；电功率平衡是指系统内外的电力供应必须满足系统内的电力负荷需求，热平衡主要指系统本身产生的热量可以满足自身的需要，如果不能满足，系统需要从热力公司购买一定量的热量，冷功率平衡主要指系统对冷的需求不能超过CCHP等系统产生的冷气量；区域综合能源系统内的能量平衡约束如下(1)电负荷平衡约束Pe_grid(t)+PWT(t)+PPV(t)+PCCHP(t)+Pdis(t)＝Pload(t)+Pchar(t)+PEV(t)(6)式中Pe_grid(t)——电网与综合能源系统之间的电量交换功率(kW)；PWT(t)——风力发电输出功率(kW)；Ppv(t)——分布式光伏发电输出功率(kW)；PCCHP(t)——CCHP电输出功率(kW)；Pdis(t)——电池的放电功率(kW)；Pload(t)——系统内的总负荷(kW)；Ppv(t)——分布式光伏发电输出功率(kW)；PEV(t)——电动汽车负荷；(2)热负荷平衡约束Hh_grid(t)+HHP(t)+HAC(t)+HCCHP(t)+Hh_re(t)＝Hload(t)+Hh_st(t)(7)式中Hh_grid(t)——供热公司和综合能源系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永利，王玉东，李芳，李瑞文，李佳璞，张圆圆，曾鸣，张福伟，郭红珍，韩金山，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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