含压缩空气储能的综合能源系统优化配置方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种含压缩空气储能的综合能源系统优化配置方法及装置，其中，方法包括：建立适用于综合能源系统规划问题的压缩空气储能CAES模型；将压缩空气储能及其他分布式电源的投资者作为博弈参与者，以各自的容量为策略，并取其全寿命周期收入作为支付，建立综合能源系统规划的策略式博弈模型；根据多方所有可能的决策形式建立每种合作模式下的具体博弈模型；通过迭代搜索法进行求解，并对比分析各博弈模式下的Nash均衡，得到最优容量配置结果。该方法可以通过使用博弈论这一工具，解决了多目标优化可能存在的缺乏客观性和无法反映市场环境下各方多样化决策的问题，从而可以更加符合实际市场情况，能为市场监管部门提供辅助。

Optimal allocation method and device for integrated energy system with compressed air energy storage

The present invention discloses an optimized configuration method and device for integrated energy system with compressed air energy storage, in which the method includes: establishing a compressed air energy storage CAES model suitable for the integrated energy system planning problem, taking the compressed air energy storage and other distributed power investors as game participants, with their respective capacity. For the strategy, and taking its whole life cycle income as payment, the strategic game model of comprehensive energy system planning is established, and the specific game model under every possible decision-making form is established according to all possible decision-making forms of multiple parties. The solution is solved by the iterative search method, and the Nash equilibrium in each game model is compared and analyzed. Optimal capacity configuration results. By using the tool of game theory, this method can solve the problem of the lack of objectivity of multi-objective optimization and the diversification of decision-making in the market environment, which can be more in line with the actual market situation and can provide assistance to the market supervision department.

【技术实现步骤摘要】
含压缩空气储能的综合能源系统优化配置方法及装置
本专利技术涉及新能源发电系统
，特别涉及一种含压缩空气储能的综合能源系统优化配置方法及装置。
技术介绍
由于可再生能源本身的波动性及传统电网中市场机制不健全等问题，虽然我国的分布式可再生能源发电容量增长迅速，但消纳形势非常严峻。利用多能互补方式调节消纳可再生能源的综合能源系统成为了关注热点。在我国，建立全面覆盖水电气热力行业、比智能电网层次更高、规模更大的智能能源网，成立售电售热一体化运营公司也已经提上日程。为了保证综合能源系统中能源生产和消纳的实时平衡，储能单元的作用显得异常重要。CAES(CompressedAirEnergyStorage，压缩空气储能)天然具备冷热电三联供特征，可实现多种能源相互配合、且CAES还具备综合利用效率较高、建设限制条件少以及环境友好等特点，在微能源网的发展建设中具有显著优势。目前，对于CAES建模的研究包括：基于能量和功率等物理量建立CAES的简化效率模型，基于CAES工作的热力学过程建立详细的热力学模型。兼顾CAES的冷热电联供特性和规划问题的求解，建立适用于综合能源系统规划问题的CAES模型是一个值得研究的问题。对于综合能源系统的规划问题，由于其多耦合、非线性和多目标性的特点，建立多目标优化模型，利用智能算法求解比较常见。但利用多目标方法求解较为困难，在建模上亦存在一定局限性。实际上，综合能源系统中各方以自身收益最大化为目标，既可能完全独立决策，也可能通过与他人联合共同决策，其决策形式存在较大不确定性。显然，现有的多目标优化方法很难描述此类不确定情形。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种含压缩空气储能的综合能源系统优化配置方法，该方法可以更加符合实际市场情况，能为市场监管部门提供辅助。本专利技术的另一个目的在于提出一种含压缩空气储能的综合能源系统优化配置装置。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种含压缩空气储能的综合能源系统优化配置方法，包括以下步骤：建立适用于综合能源系统规划问题的压缩空气储能CAES模型；将压缩空气储能及其他分布式电源的投资者作为博弈参与者，以各自的容量为策略，并取其全寿命周期收入作为支付，建立综合能源系统规划的策略式博弈模型；根据多方所有可能的决策形式建立每种合作模式下的具体博弈模型；通过迭代搜索法进行求解，并对比分析各博弈模式下的Nash均衡，得到最优容量配置结果。本专利技术实施例的含压缩空气储能的综合能源系统优化配置方法，可以通过使用博弈论这一工具，解决了多目标优化可能存在的缺乏客观性和无法反映市场环境下各方多样化决策的问题，从而具有更加符合实际市场情况，能为市场监管部门提供辅助，不仅可以为各独立能源投资主体配置各自容量以最大化自身利益提供理论工具，而且也可以为监管组织者准确预测各投资主体的可能决策形式，并在此基础上引导各投资者合理投资并发挥市场监管作用提供依据。另外，根据本专利技术上述实施例的含压缩空气储能的综合能源系统优化配置方法及装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述建立适用于综合能源系统规划问题的压缩空气储能CAES模型，进一步包括：A：不包含储热装置和吸收式制冷机组部分的支付，其包括不包含储热装置和吸收式制冷机组部分的年售电收入、年投资费用、年停电补偿费用、年购电费用、年报废收入、年运行维护费用、年辅助服务收入、年售热收入、年购热费用和年售冷收入；B：储热装置的支付，其包括储热装置的年售热收入、年投资费用、年报废收入、年运行维护费用；C：吸收式制冷机组的支付，其包括吸收式制冷机组的年售冷收入、年投资费用、年报废收入、年运行维护费用。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述博弈参与者包括风电、光伏和CAES联盟，且所述风电、所述光伏和所述CAES联盟的策略分别为各自的容量，所述支付为所述博弈参与者的全寿命周期收入与全周期寿命费用或成本之差。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述风电、所述光伏和所述CAES联盟共有五种可能的博弈模式，其分别为完全竞争的非合作博弈模式、两个参与者合作另一个独立决策的博弈模式以及三者完全合作组成总联盟的博弈模式。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述通过迭代搜索法进行求解，并对比分析各博弈模式下的Nash均衡，得到最优容量配置结果，进一步包括：输入系统的技术经济数据及参数，并建立策略式博弈模型；设定均衡点初值；各博弈参与者或联盟依次进行独立优化决策；将上一步中各博弈者的最优策略告知每一位参与者，以实现信息共享；判断系统是否找到Nash均衡点，以在找到所述Nash均衡点后，输出系统的所述Nash均衡点。为达到上述目的，本专利技术另一方面实施例提出了一种含压缩空气储能的综合能源系统优化配置装置，包括：第一建立模块，用于建立适用于综合能源系统规划问题的压缩空气储能CAES模型；第二建立模块，用于将压缩空气储能及其他分布式电源的投资者作为博弈参与者，以各自的容量为策略，并取其全寿命周期收入作为支付，建立综合能源系统规划的策略式博弈模型；第三建立模块，用于根据多方所有可能的决策形式建立每种合作模式下的具体博弈模型；优化模块，用于通过迭代搜索法进行求解，并对比分析各博弈模式下的Nash均衡，得到最优容量配置结果。本专利技术实施例的含压缩空气储能的综合能源系统优化配置装置，可以通过使用博弈论这一工具，解决了多目标优化可能存在的缺乏客观性和无法反映市场环境下各方多样化决策的问题，从而具有更加符合实际市场情况，能为市场监管部门提供辅助，不仅可以为各独立能源投资主体配置各自容量以最大化自身利益提供理论工具，而且也可以为监管组织者准确预测各投资主体的可能决策形式，并在此基础上引导各投资者合理投资并发挥市场监管作用提供依据。另外，根据本专利技术上述实施例的含压缩空气储能的综合能源系统优化配置装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第一建立模块还用于不包含储热装置和吸收式制冷机组部分的支付，其包括不包含储热装置和吸收式制冷机组部分的年售电收入、年投资费用、年停电补偿费用、年购电费用、年报废收入、年运行维护费用、年辅助服务收入、年售热收入、年购热费用和年售冷收入，以及储热装置的支付，其包括储热装置的年售热收入、年投资费用、年报废收入、年运行维护费用，以及吸收式制冷机组的支付，其包括吸收式制冷机组的年售冷收入、年投资费用、年报废收入、年运行维护费用。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述博弈参与者包括风电、光伏和CAES联盟，且所述风电、所述光伏和所述CAES联盟的策略分别为各自的容量，所述支付为所述博弈参与者的全寿命周期收入与全周期寿命费用或成本之差。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述风电、所述光伏和所述CAES联盟共有五种可能的博弈模式，其分别为完全竞争的非合作博弈模式、两个参与者合作另一个独立决策的博弈模式以及三者完全合作组成总联盟的博弈模式。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述优化模块还用于输入系统的技术经济数据及参数，并建立策略式博弈模型，且设定均衡点初值，而且各博弈参与者或联盟依次进行独立优化决策，并将上一步中各博弈者的最优策略告知每一位参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含压缩空气储能的综合能源系统优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：建立适用于综合能源系统规划问题的压缩空气储能CAES模型；将压缩空气储能及其他分布式电源的投资者作为博弈参与者，以各自的容量为策略，并取其全寿命周期收入作为支付，建立综合能源系统规划的策略式博弈模型；根据多方所有可能的决策形式建立每种合作模式下的具体博弈模型；通过迭代搜索法进行求解，并对比分析各博弈模式下的Nash均衡，得到最优容量配置结果。

【技术特征摘要】
1.一种含压缩空气储能的综合能源系统优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：建立适用于综合能源系统规划问题的压缩空气储能CAES模型；将压缩空气储能及其他分布式电源的投资者作为博弈参与者，以各自的容量为策略，并取其全寿命周期收入作为支付，建立综合能源系统规划的策略式博弈模型；根据多方所有可能的决策形式建立每种合作模式下的具体博弈模型；通过迭代搜索法进行求解，并对比分析各博弈模式下的Nash均衡，得到最优容量配置结果。2.根据权利要求1所述的含压缩空气储能的综合能源系统优化配置方法，其特征在于，所述建立适用于综合能源系统规划问题的压缩空气储能CAES模型，进一步包括：A：不包含储热装置和吸收式制冷机组部分的支付，其包括不包含储热装置和吸收式制冷机组部分的年售电收入、年投资费用、年停电补偿费用、年购电费用、年报废收入、年运行维护费用、年辅助服务收入、年售热收入、年购热费用和年售冷收入；B：储热装置的支付，其包括储热装置的年售热收入、年投资费用、年报废收入、年运行维护费用；C：吸收式制冷机组的支付，其包括吸收式制冷机组的年售冷收入、年投资费用、年报废收入、年运行维护费用。3.根据权利要求1所述的含压缩空气储能的综合能源系统优化配置方法，其特征在于，所述博弈参与者包括风电、光伏和CAES联盟，且所述风电、所述光伏和所述CAES联盟的策略分别为各自的容量，所述支付为所述博弈参与者的全寿命周期收入与全周期寿命费用或成本之差。4.根据权利要求3所述的含压缩空气储能的综合能源系统优化配置方法，其特征在于，所述风电、所述光伏和所述CAES联盟共有五种可能的博弈模式，其分别为完全竞争的非合作博弈模式、两个参与者合作另一个独立决策的博弈模式以及三者完全合作组成总联盟的博弈模式。5.根据权利要求1所述的含压缩空气储能的综合能源系统优化配置方法，其特征在于，所述通过迭代搜索法进行求解，并对比分析各博弈模式下的Nash均衡，得到最优容量配置结果，进一步包括：输入系统的技术经济数据及参数，并建立策略式博弈模型；设定均衡点初值；各博弈参与者或联盟依次进行独立优化决策；将上一步中各博弈者的最优策略告知每一位参与者，以实现信息共享；判断系统是否找到Nash均衡点，以在找到所述Nash均衡点后...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅生伟，陈来军，薛小代，卢强，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11