一种含多区域能源站的电力‑热力综合能源系统调度方法技术方案

一种含多区域能源站的电力‑热力综合能源系统调度方法，所述方法包括以下步骤：构建由配电网、区域能源站、区域热力系统组成的区域电力‑热力综合能源系统；构建上述区域电力‑热力综合能源系统的调度模型；基于群体智能的随机搜索对区域电力‑热力综合能源系统的调度模型进行求解。本发明专利技术可通过不同类型区域能源站的协调，充分挖掘多能源优势互补潜力降低配电网网络损耗，改善配电网尖峰负荷现象，提高可再生能源消纳率，同时有效降低区域电力‑热力系统运行成本。

A multi area electric power station with energy thermal energy system integrated scheduling method

A multi area electric power station with energy thermal energy system integrated scheduling method, the method comprises the following steps: to construct a distribution network, the regional thermal system composed of regional power thermal energy station, integrated energy system; scheduling model of constructing the regional power comprehensive thermal energy system to solve the scheduling model; random search of swarm intelligence to the regional electric power thermal integrated energy system based on. The invention can use different types of regional energy stations, to fully tap the potential of reducing the network loss of distribution network of multi energy complementary advantages, improve the peak load phenomenon of distribution network, improve the renewable energy consumption rate, and reduce the operation cost of the regional power thermal system.

【技术实现步骤摘要】
一种含多区域能源站的电力-热力综合能源系统调度方法
本专利技术涉及电力-热力综合能源系统领域，尤其涉及一种含多能源站以及高比例可再生能源的区域电力-热力综合能源系统调度方法。
技术介绍
以燃煤为原料的集中式供暖，是我国北方地区冬季传统供暖方式，然而该供暖方式给城市环境以及居民健康带来了严重影响。有研究表明，就北京市而言，该供暖方式使得PM2.5浓度增加50％以上。自2013年9月10日国务院发布《大气污染防治行动计划》起，各地陆续出台相关政策与补贴措施鼓励采用清洁的天然气来替代燃煤来供暖。同年，国网公司提出实施“电能替代”战略，力求在终端能源消费环节实现用电能替代散烧煤、直燃油等化石燃料，实现能源发展方式的根本转变。2016年5月16日国家发展改革委、国家能源局等多部门联合印发了《关于推进电能替代的指导意见》，鼓励推广电锅炉等清洁供热设备。然而供暖经济性以及电采暖设备容易造成尖峰负荷等原因严重限制了清洁供热设备的推广使用。综合能源系统通过多种能源系统的统一规划和协调运行，可以实现能源的梯级利用及能源系统间的有机协调，提高能源利用率，促进可再生能源的消纳，同时实现能源供应开源与节流的目标。在区域电力-热力综合能源系统中，通过不同类型区域能源站的协调，充分挖掘多能源优势互补潜力，降低配电网网络损耗，改善配电网尖峰负荷现象，提高可再生能源消纳率，同时有效降低区域电力-热力系统运行成本，有利于响应国家“煤改气”政策及“电能替代”战略，推广以热电联产系统、电锅炉为代表的清洁供热设备。专利技术人在实现本专利技术的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足：现有针对区域电力-热力综合能源系统的研究较少关注区域能源站间的协同调度。而区域能源站作为区域热力系统热源以及区域热力系统与配电网耦合的核心环节，对整个区域电力-热力系统状态具有至关重要的作用，不同类型区域能源站可为多能源的科学调度提供空间。对含多区域能源站的电力-热力综合能源系统，实现其协同调度需关注多种关键设备的运行约束以及各能源系统的网络约束，而这些约束往往具有高维、非线性的特点。这些因素使得少有学者对作为区域热力系统热源的区域能源站间的协同调度进行研究，而已存在的研究也往往仅从能量平衡的角度，未考虑整个系统网络的影响。
技术实现思路
本专利技术提供了一种含多能源站以及高比例可再生能源的区域电力-热力综合能源系统调度方法，本专利技术可通过不同类型区域能源站的协调，充分挖掘多能源优势互补潜力降低配电网网络损耗，改善配电网尖峰负荷现象，提高可再生能源消纳率，同时有效降低区域电力-热力系统运行成本，详见下文描述：一种含多区域能源站的电力-热力综合能源系统调度方法，所述方法包括以下步骤：构建由配电网、区域能源站、区域热力系统组成的区域电力-热力综合能源系统；构建上述区域电力-热力综合能源系统的调度模型；基于群体智能的随机搜索对区域电力-热力综合能源系统的调度模型进行求解。其中，所述区域能源站包括：由热电联产单元、电力变压器以及一级换热站组成的第一类能源站；还包括：由电锅炉、储热装置、电力变压器以及一级换热站组成的第二类能源站；第一类能源站和第二类能源站分别遵守相应的能量平衡方程。其中，所述区域热力系统包括：水流的质量和温度模型。进一步地，所述构建上述区域电力-热力综合能源系统的调度模型具体为：构建由区域能源站运行成本、配电网网损最小为优化目标、可再生能源的消纳组成的目标函数，同时将弃风电量以惩罚项的形式加入；分别建立配电网、区域能源站、区域热力系统的约束条件。进一步地，所述目标函数具体为：其中，为电能价格；为配电网网损；为天然气价格；为I型能源站输送到配电网的电量；为I型能源站所购天然气的量；为II型能源站所购电量；为弃风惩罚项；和分别为风机最大的预测功率和实际功率；N为时段总数；NesI和NesII为I型和II型能源站个数；Nwt为配电网中风机个数。进一步地，所述基于群体智能的随机搜索对区域电力-热力综合能源系统的调度模型进行求解具体为：1)读取能源系统、外界环境相关信息，设置目标函数以及相应约束，初始化群体智能产生初始种群以及相应粒子速度；2)检查粒子约束，采用约束处理机制直接处理部分约束；3)区域热力系统能量流求解，计算不同类型区域能源站能量交互信息，进行配电网潮流仿真；4)采用罚函数法间接处理其他相关约束，计算各个粒子的适应值，更新当前种群的最优位置以及全部粒子最优位置；5)判断全部粒子最优位置是否满足结束要求或者达到最大迭代次数，若是则生成最优调度计划，否则返回步骤2)。本专利技术提供的技术方案的有益效果是：1、本专利技术在保证区域热力系统用户温度舒适度的基础上，可有效采用电采暖设备所造成的配电网尖峰负荷现象；2、本专利技术可通过多能源站的增强配电网的灵活性，改善热电联产系统。工作在“以热定电”模式下所造成的可再生能源消纳问题，同时可有效降低配电网网络损耗；3、本专利技术可有效降低区域电力-热力系统运行成本，促进“煤改气”以及“电能替代”政策的推广。附图说明图1为一种含多区域能源站的电力-热力综合能源系统调度方法的流程图；图2为本专利技术提供的不同类型区域能源站的模型图；图3为本专利技术提供的PSO(粒子群优化)算法约束处理机制的原理图；图4为本专利技术提供的含多能源站以及高比例可再生能源的区域电力-热力综合能源系统调度方法的详细流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例1本专利技术实施例提供了一种含多能源站以及高比例可再生能源的区域电力-热力综合能源系统调度方法，参见图1-图4，该方法包括以下步骤：101：构建由配电网、区域能源站、区域热力系统组成的区域电力-热力综合能源系统；其中，区域电力-热力综合能源系统主要包括：配电网、区域能源站、区域热力系统三个部分，本专利技术实施例针对这三个部分进行仿真模型的建立，并最终构建了区域电力-热力综合能源系统仿真模型。102：构建上述区域电力-热力综合能源系统的调度模型；其中，在区域电力-热力综合能源系统调度模型中，以配电网网损、弃风惩罚以及区域能源站运行费用最优为目标，同时综合考虑了三相不平衡配电网、区域热力系统、区域能源站的运行约束。103：基于群体智能的随机搜索对区域电力-热力综合能源系统的调度模型进行求解。该求解方法基于约束处理机制的PSO(粒子群优化)算法，其求解框架如图4所示。其中，步骤101中的区域能源站包括：由热电联产单元、电力变压器以及一级换热站组成的第一类能源站；还包括：由电锅炉、储热装置、电力变压器以及一级换热站组成的第二类能源站；第一类能源站和第二类能源站分别遵守相应的能量平衡方程。其中，步骤101中的区域热力系统包括：水流的质量和温度模型。进一步地，步骤102中的构建上述区域电力-热力综合能源系统的调度模型具体为：构建由区域能源站运行成本、配电网网损最小为优化目标、可再生能源的消纳组成的目标函数，同时将弃风电量以惩罚项的形式加入；分别建立配电网、区域能源站、区域热力系统的约束条件。综上所述，本专利技术实施例通过上述步骤101-步骤103可通过不同类型区域能源站的协调，充分挖掘多能源优势互补潜力降低配电网网络损耗，改善配电网尖峰负荷现象，提高可再生能源消纳率，同时有效降低区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含多区域能源站的电力‑热力综合能源系统调度方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：构建由配电网、区域能源站、区域热力系统组成的区域电力‑热力综合能源系统；构建上述区域电力‑热力综合能源系统的调度模型；基于群体智能的随机搜索对区域电力‑热力综合能源系统的调度模型进行求解。

【技术特征摘要】
1.一种含多区域能源站的电力-热力综合能源系统调度方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：构建由配电网、区域能源站、区域热力系统组成的区域电力-热力综合能源系统；构建上述区域电力-热力综合能源系统的调度模型；基于群体智能的随机搜索对区域电力-热力综合能源系统的调度模型进行求解。2.根据权利要求1所述的一种含多区域能源站的电力-热力综合能源系统调度方法，其特征在于，所述区域能源站包括：由热电联产单元、电力变压器以及一级换热站组成的第一类能源站；还包括：由电锅炉、储热装置、电力变压器以及一级换热站组成的第二类能源站；第一类能源站和第二类能源站分别遵守相应的能量平衡方程。3.根据权利要求1所述的一种含多区域能源站的电力-热力综合能源系统调度方法，其特征在于，所述区域热力系统包括：水流的质量和温度模型。4.根据权利要求1所述的一种含多区域能源站的电力-热力综合能源系统调度方法，其特征在于，所述构建上述区域电力-热力综合能源系统的调度模型具体为：构建由区域能源站运行成本、配电网网损最小为优化目标、可再生能源的消纳组成的目标函数，同时将弃风电量以惩罚项的形式加入；分别建立配电网、区域能源站、区域热力系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丹，智云强，贾宏杰，王伟亮，孟政吉，刘柳，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12