多能源互联系统的能源分配方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多能源互联系统的能源分配方法和系统，通过建立包括各种能源输入信息和输出信息的输入‑输出模型，以及上述输入‑输出模型对应的收益函数，再利用预设的约束条件根据收益函数计算多能源互联系统的能量分配空间，从上述能量分配空间中查找使各个能源的单元收益符合纳什均衡状态的目标输入参数和目标输出参数，使多能源互联系统可以根据上述均衡分配参数，以确定上述多能源互联系统的目标输入参数和目标输出参数，进行相应的能源分配，所得到的分配方案可以使多能源互联系统的整体收益和其中各个能源的单元收益均保持在最优状态，减少分配后能源调度上的浪费，具有较好的分配效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能源分配
，特别是涉及一种多能源互联系统的能源分配方法和系统。
技术介绍
随着能源互联网的发展，多能源互联系统的各类多能源互联系统的能源中心耦合程度将会逐渐加深，例如传统电力系统和天然气系统之间的耦合仅由燃气轮机，即天然气向电能单向转换，变换为近年来出现的电转气(P2G)等转换技术，上述电转气技术需要通过把富余的电能进行电化学反应将水和二氧化碳制成生成人造天然气(SNG)，注入天然气网络，实现电能与天然气的双向流动。上述多能源互联系统中多种能源转换关系的复杂化为其能源分配带来一定难度，传统的能源分配方案通常根据多能源互联系统的整体收益或者其中各个能源的单元收益，容易导致分配后的能源浪费大。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统方案中能源分配容易导致分配后能源浪费大的技术问题，提供一种多能源互联系统的能源分配方法和系统。一种多能源互联系统的能源分配方法，包括如下步骤：根据多能源互联系统的能源种类以及各种能源的输入信息和输出信息建立输入-输出模型；其中，所述输入-输出模型表示包括多能源互联系统输入参数与输出参数之间的函数关系；根据所述输入-输出模型建立多能源互联系统的收益函数；其中，所述收益函数为表示多能源互联系统输出参数和消耗参数之间的函数；根据预设的约束条件和所述收益函数计算多能源互联系统的能量分配空间；其中，所述能量分配空间包括多能源互联系统各种能源的输入参数和输出参数使收益函数达到约束条件的取值集合；分别获取多能源互联系统中各种能源的输出参数和消耗参数之差，得到各种能源对应的单元收益；在所述能量分配空间中查找单元收益符合纳什均衡状态的均衡分配参数，根据所述均匀分配参数分配多能源互联系统的能源。一种多能源互联系统的能源分配系统，包括：第一建立模块，用于根据多能源互联系统的能源种类以及各种能源的输入信息和输出信息建立输入-输出模型；其中，所述输入-输出模型表示包括多能源互联系统输入参数与输出参数之间的函数关系；第二建立模块，用于根据所述输入-输出模型建立多能源互联系统的收益函数；其中，所述收益函数为表示多能源互联系统输出参数和消耗参数之间的函数；第一计算模块，用于根据预设的约束条件和所述收益函数计算多能源互联系统的能量分配空间；其中，所述能量分配空间包括多能源互联系统各种能源的输入参数和输出参数使收益函数达到约束条件的取值集合；第一获取模块，用于分别获取多能源互联系统中各种能源的输出参数和消耗参数之差，得到各种能源对应的单元收益；查找模块，用于在所述能量分配空间中查找单元收益符合纳什均衡状态的均衡分配参数，根据所述均匀分配参数分配多能源互联系统的能源。上述多能源互联系统的能源分配方法和系统，通过建立包括各种能源输入信息和输出信息的输入-输出模型，以及上述输入-输出模型对应的收益函数，再利用预设的约束条件根据收益函数计算多能源互联系统的能量分配空间，从上述能量分配空间中查找使各个能源的单元收益符合纳什均衡状态的目标输入参数和目标输出参数，使多能源互联系统可以根据上述均衡分配参数，以确定上述多能源互联系统的目标输入参数和目标输出参数，进行相应的能源分配，所得到的分配方案可以使多能源互联系统的整体收益和其中各个能源的单元收益均保持在最优状态，减少分配后能源调度上的浪费，具有较好的分配效果。附图说明图1为一个实施例的多能源互联系统的能源分配方法流程图；图2为一个实施例的多能源互联系统结构示意图；图3为一个实施例的能量转换示意图；图4为一个实施例的电力负荷系数和热负荷系数和风电最大出力曲线图；图5为一个实施例的消耗曲线示意图；图6为一个实施例的消耗曲线示意图；图7为一个实施例的能量占比示意图；图8为一个实施例的能量占比示意图；图9为一个实施例的设备运转情况和储气装置运行情况示意图；图10为一个实施例的多能源互联系统的能源分配系统结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的多能源互联系统的能源分配方法和系统的具体实施方式作详细描述。参考图1，图1所示为一个实施例的多能源互联系统的能源分配方法流程图，包括如下步骤：S10，根据多能源互联系统的能源种类以及各种能源的输入信息和输出信息建立输入-输出模型；其中，所述输入-输出模型表示包括多能源互联系统输入参数与输出参数之间的函数关系；上述多能源互联系统可以包括交流电能、直流电能、天然气、热能、生物质和燃油等多种能源。上述多能源互联系统的输入参数可以通过包括各种能源输入量的矩阵表示。上述多能源互联系统的输出参数可以通过包括各种能源输出量的矩阵表示。S20，根据所述输入-输出模型建立多能源互联系统的收益函数；其中，所述收益函数为表示多能源互联系统输出参数和消耗参数之间的函数；S30，根据预设的约束条件和所述收益函数计算多能源互联系统的能量分配空间；其中，所述能量分配空间包括多能源互联系统各种能源的输入参数和输出参数使收益函数达到约束条件的取值集合；S40，分别获取多能源互联系统中各种能源的输出参数和消耗参数之差，得到各种能源对应的单元收益；S50，在所述能量分配空间中查找单元收益符合纳什均衡状态的均衡分配参数，根据所述均匀分配参数分配多能源互联系统的能源。本实施例提供的多能源互联系统的能源分配方法，通过建立包括各种能源输入信息和输出信息的输入-输出模型，以及上述输入-输出模型对应的收益函数，再利用预设的约束条件根据收益函数计算多能源互联系统的能量分配空间，从上述能量分配空间中查找使各个能源的单元收益符合纳什均衡状态的目标输入参数和目标输出参数，使多能源互联系统可以根据上述均衡分配参数，以确定上述多能源互联系统的目标输入参数和目标输出参数，进行相应的能源分配，所得到的分配方案可以使多能源互联系统的整体收益和其中各个能源的单元收益均保持在最优状态，减少分配后能源调度上的浪费，具有较好的分配效果。在一个实施例中，上述输入参数与输出参数之间的函数关系(输入-输出模型)可以为：L＝CP；式中，L为多能源互联系统的输出矩阵，L的行数为能源种数，每行对应一种能源的输出参数；P为多能源互联系统的输入矩阵，P的行数为能源种数，每行对应一种能源的输入参数；C为多能源互联系统的能源耦合矩阵。作为一个实施例，L＝CP可以写为：多能源互联系统的输入矩阵为P，输出矩阵为L，所涉及的N种能源载体可以分别记为α，β，…，ω，可对应交流电能、直流电能、天然气、热能、生物质、燃油等多种能源形式；Pα，Pβ，…，Pω和Lα，Lβ，…，Lω分别表示某时段内各种能源所对应的多能源互联系统的能源中心输入端和输出端各能源载体平均功率。C为能源耦合矩阵；耦合系数ci,j描述当前调度模式下多能源互联系统的能源中心输入端i能源经由多能源互联系统的能源中心内各转换器后对j能源的稳态综合转换系数，由多能源互联系统的能源中心内部接线方式、各能源转换器效率和调度系数共同确定。若多能源互联系统输入端或输出端不包含某类能源，可以在相应的中输出矩阵和输入矩阵中删除对应的行或列。在一个实施例中，上述多能源互联系统的能源分配方法，还可以包括：获取多能源互联系统各种能源的能源流向矩阵： L 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多能源互联系统的能源分配方法，其特征在于，包括如下步骤：根据多能源互联系统的能源种类以及各种能源的输入信息和输出信息建立输入‑输出模型；其中，所述输入‑输出模型表示包括多能源互联系统输入参数与输出参数之间的函数关系；根据所述输入‑输出模型建立多能源互联系统的收益函数；其中，所述收益函数为表示多能源互联系统输出参数和消耗参数之间的函数；根据预设的约束条件和所述收益函数计算多能源互联系统的能量分配空间；其中，所述能量分配空间包括多能源互联系统各种能源的输入参数和输出参数使收益函数达到约束条件的取值集合；分别获取多能源互联系统中各种能源的输出参数和消耗参数之差，得到各种能源对应的单元收益；在所述能量分配空间中查找单元收益符合纳什均衡状态的均衡分配参数，根据所述均匀分配参数分配多能源互联系统的能源。

【技术特征摘要】
1.一种多能源互联系统的能源分配方法，其特征在于，包括如下步骤：根据多能源互联系统的能源种类以及各种能源的输入信息和输出信息建立输入-输出模型；其中，所述输入-输出模型表示包括多能源互联系统输入参数与输出参数之间的函数关系；根据所述输入-输出模型建立多能源互联系统的收益函数；其中，所述收益函数为表示多能源互联系统输出参数和消耗参数之间的函数；根据预设的约束条件和所述收益函数计算多能源互联系统的能量分配空间；其中，所述能量分配空间包括多能源互联系统各种能源的输入参数和输出参数使收益函数达到约束条件的取值集合；分别获取多能源互联系统中各种能源的输出参数和消耗参数之差，得到各种能源对应的单元收益；在所述能量分配空间中查找单元收益符合纳什均衡状态的均衡分配参数，根据所述均匀分配参数分配多能源互联系统的能源。2.根据权利要求1所述的多能源互联系统的能源分配方法，其特征在于，所述输入参数与输出参数之间的函数关系为：L＝CP；式中，L为多能源互联系统的输出矩阵，L的行数为能源种数，每行对应一种能源的输出参数；P为多能源互联系统的输入矩阵，P的行数为能源种数，每行对应一种能源的输入参数；C为多能源互联系统的能源耦合矩阵。3.根据权利要求2所述的多能源互联系统的能源分配方法，其特征在于，还包括：获取多能源互联系统各种能源的能源流向矩阵： L S = G H J K P O ; ]]>其中，L为多能源互联系统的输出矩阵，P为多能源互联系统的输入矩阵，O为多能源互联系统的输出功率矩阵，S为多能源互联系统的输入功率矩阵，G表示多能源互联系统输入端能源直接输往输出端的调度系数，H表示多能源互联系统各能源转换器至输出端的调度系数，J表示多能源互联系统输入端与能源转换器输入端的调度系数，K表示多能源互联系统各能源转换器之间的级联调度系数；根据所述输入-输出模型和能源流向矩阵计算C＝G+Hη(I-Kη)-1J；其中，C为多能源互联系统的能源耦合矩阵，G表示多能源互联系统输入端能源直接输往输出端的调度系数，H表示多能源互联系统各能源转换器至输出端的调度系数，J表示多能源互联系统输入端与能源转换器输入端的调度系数，K表示多能源互联系统各能源转换器之间的级联调度系数，η多能源互联系统的稳态转换效率矩阵，I为单位矩阵。4.根据权利要求2所述的多能源互联系统的能源分配方法，其特征在于，所述输入参数与输出参数之间的函数关系为：式中，L为多能源互联系统的输出矩阵，P为多能源互联系统的输入矩阵，C为多能源互联系统的能源耦合矩阵，H表示多能源互联系统各能源转换器至输出端的调度系数，J表示多能源互联系统输入端与能源转换器输入端的调度系数，η多能源互联系统的稳态转换效率矩阵，I为单位矩阵，表示多能源互联系统的能量变化率矩阵。5.根据权利要求2所述的多能源互联系统的能源分配方法，其特征在于，所述收益函数包括：max r(L)-c(P)；式中，r(L)为加权输出函数，c(P)为加权输入函数；所述约束条件包括： E · = d E d t , E ‾ ≤ E ≤ E ‾ , E · ‾ ≤ E · ≤ E · ‾ ; ]]>其中，E表示多能源互联系统的能量储备矩阵，表示多能源互联系统的能量变化率矩阵，E和分别表示能量储备下限和上限，和分别表示储能装置释能和充能的功率上限。6.根据权利要求5所述的多能源互联系统的能源分配方法，其特征在于，还包括：建立多能源互联系统的网络运行目标函数，所述网络运行目标函数为： min z = Σ t N t Σ k N k Σ i N i c i k t ( G ...

【专利技术属性】
技术研发人员：董朝阳，赵俊华，郑宇，文福拴，王业磊，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44