一种综合能源系统的系统备用建模方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种综合能源系统的系统备用建模方法，能结合预先建立的新能源设备备用模型、储能设备备用模型、其他系统设备模型和系统的总运行成本函数建立整个综合能源系统的系统备用模型，从多种能源形式的角度和结合新能源设备和储能设备作为备用对整个综合能源系统进行了建模，从而保证了综合能源系统的安全稳定运行。此外，本发明专利技术还公开了一种综合能源系统的系统备用建模装置及存储介质，效果如上。

A System Standby Modeling Method, Device and Storage Medium for Integrated Energy Systems

The invention discloses a system standby modeling method of integrated energy system, which can establish the system standby model of the whole integrated energy system by combining the pre-established standby model of new energy equipment, the standby model of energy storage equipment, the model of other system equipment and the total operation cost function of the system, and can combine new energy equipment and energy storage equipment as standby pairs from the perspective of various energy forms. The whole integrated energy system is modeled to ensure the safe and stable operation of the integrated energy system. In addition, the invention also discloses a system standby modeling device and storage medium for an integrated energy system, and the effect is as follows.

【技术实现步骤摘要】
一种综合能源系统的系统备用建模方法、装置及存储介质
本专利技术涉及综合能源领域，特别涉及一种综合能源系统的系统备用建模方法、装置及存储介质。
技术介绍
传统电力系统中，备用主要是对电网的突然故障，保障电网的安全经济运行而设定的。对电力系统中的备用主要分为以下三种情况，第一种情况是机组故障引起的备用，第二种情况是负荷变化引起的备用，第三种情况是输电设备故障引起的备用。目前，对电力系统的备用建模主要是进行旋转备用建模，研究了如何考虑发电机组的故障停运，负荷预测误差，输电线路约束和输电线路随机故障等不确定性因素，以便确定系统安全运行所需的最优旋转备用容量。对于电力系统而言，虽然已经具有较为成熟的备用建模方法，但是对于综合能源系统而言，由于综合能源系统中包含了多种形式的能量形式，一方面，对只包含单一能源形式的电力系统进行备用建模的方法只能对综合能源系统中的电力系统进行备用建模，而不能很好应用于综合能源系统中的其他能源性形式，另一方面，由于综合能源系统形成的多耦合系统中的热/冷储能、天然气储能等多种能量形式的储能设备具有可观的备用能力，且综合能源系统中的新能源在综合能源系统中占比的提升以及新能源处理预测技术的不断成熟，因此将储能设备和新能源作为综合能源系统的系统备用的考虑因素对于综合能源系统的安全稳定运行而言具有重要的价值。因此，如何结合综合能源系统的储能设备和新能源对综合能源系统进行系统备用建模，从而保证综合能源系统的安全稳定运行是本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种综合能源系统的系统备用建模方法、装置及存储介质，结合综合能源系统的储能设备和新能源对综合能源系统进行系统备用建模，从而保证了综合能源系统的安全稳定运行。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下技术方案：第一，本专利技术实施例提供了一种综合能源系统的系统备用建模方法，包括：获取所述综合能源系统中能源的用能费用函数和所述能源的备用费用函数；利用所述用能费用函数和所述备用费用函数确定所述综合能源系统的系统总运行成本函数；获取所述综合能源系统中预先建立的新能源设备备用模型和储能设备备用模型；利用与所述新能源设备备用模型对应的第一约束条件、与所述储能设备备用模型对应的第二约束条件和与其它系统设备模型对应的第三约束条件和所述系统总运行成本函数建立所述综合能源系统的系统备用模型。优选的，所述储能设备备用模型的建立过程具体为：获取所述综合能源系统中储能设备的运行约束条件和运行参数；利用所述运行约束条件和所述运行参数计算所述综合能源系统进行一次调频时的转动惯量和下垂系数以建立所述储能设备的一次调频备用模型；获取所述储能设备的运行状态和与所述运行状态对应的过载功率；利用所述运行参数和与所述运行状态对应的过载功率建立与所述运行状态对应的储能过载模型；所述储能设备备用模型包括所述一次调频备用模型和所述储能过载模型。优选的，所述新能源设备备用模型的建立过程具体为：获取所述综合能源系统进行一次调频时新能源设备的一次调频备用等式约束和一次调频最大备用容量；利用所述一次调频备用等式约束和所述一次调频最大备用容量建立新能源设备一次调频备用模型；利用指数平滑法建立所述综合能源系统进行三次调频时所述新能源设备的新能源发电功率模型；获取所述新能源设备的数量、各所述新能源设备的停运率和各所述新能源设备的容量；利用各所述新能源设备的停运率和各所述新能源设备的容量建立所述新能源设备的停运容量模型；获取所述新能源设备的建设价值数据和所述新能源设备的能源价值数据；利用所述建设价值数据和所述能源价值数据建立所述新能源设备的新能源成本模型；所述新能源设备备用模型包括所述新能源设备一次调频备用模型、所述新能源发电功率模型、所述新能源设备的停运容量模型和所述新能源成本模型。优选的，所述用能费用函数具体采用下式表示：其中，f(pi,t)为所述用能费用，NG为所述综合能源系统中的系统设备的数量，NT为所述综合能源系统中的时段的个数，t为时段序列号，ρi,t(pi,t)为所述综合能源系统中第i个系统设备的t时段的电能量价值函数，pi,t为所述综合能源系统中第i个系统设备的t时段的能源用能信息，sui,t为所述综合能源系统中第i个系统设备的t时段的启机价值函数。优选的，所述备用费用函数具体采用下式表示：其中，g(ri,t)为所述备用费用，ci,t为所述综合能源系统中第i个系统设备的t时段的所留瞬时响应备用，ri,t为所述综合能源系统中第i个系统设备的t时段的所留备用，ci,t(ri,t)为所述综合能源系统中第i个系统设备的t时段的备用价值函数。优选的，所述利用所述用能费用函数和所述备用费用函数为确定所述综合能源系统的系统总运行成本函数具体包括：确定所述用能费用函数和所述备用费用函数的和值的最小值为所述系统总运行成本函数；对应的，所述系统总运行成本函数具体采用下式表示：minz＝f(pi,t)+g(ri,t)。优选的，所述与所述新能源设备备用模型对应的第一约束条件具体包括：所述综合能源系统的上调备用约束条件和所述综合能源系统的下调备用约束条件；所述上调备用约束条件具体采用下式表示：上式中，USi为第i个新能源设备的上调备用，T为所述新能源设备的运行总时间，URi为第i个新能源设备的上调备用爬坡速率，为所述综合能源系统中第i个新能源设备的最大功率，PGi为所述综合能源系统中第i个新能源设备的功率，USR为所述新能源设备并入所述综合能源系统前的系统备用容量，USW为所述新能源设备并入所述综合能源系统后配置的上调备用，ΔPw'为所述新能源设备的发电预测误差，Ep为所述新能源设备的停运容量；所述下调备用约束条件具体采用下式表示：其中，DSi为所述综合能源系统中的第i个新能源设备的下调备用，DRi为所述综合能源系统中的第i个新能源设备的下调备用爬坡速率，为所述综合能源系统中第i个新能源设备的最小功率。第二，本专利技术实施例提供了一种综合能源系统的系统备用建模装置，包括：第一获取模块，用于获取所述综合能源系统中能源的用能费用函数和所述能源的备用费用函数；确定模块，用于利用所述用能费用函数和所述备用费用函数为确定所述综合能源系统的系统总运行成本函数；第二获取模块，用于获取所述综合能源系统中预先建立的新能源设备备用模型和储能设备备用模型；建立模块，用于利用与所述新能源设备备用模型对应的第一约束条件、与所述储能设备备用模型对应的第二约束条件和与其它系统设备模型对应的第三约束条件和所述总运行成本函数建立所述综合能源系统的系统备用模型。第三，本专利技术实施例提供了另一种综合能源系统的系统备用建模装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序以实现以上任一种提到的综合能源系统的系统备用建模方法的步骤。第四，本专利技术实施例公开了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一种所述的综合能源系统的系统备用建模方法的步骤。可见，本专利技术实施例公开的一种综合能源系统的系统备用建模方法，首先获取综合能源系统中能源的用能费用函数和能源的备用费用函数，然后利用用能费用函数和备用费用函数确定综合能源系统的系统总运行成本函数，其次再获取综合能源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种综合能源系统的系统备用建模方法，其特征在于，包括：获取所述综合能源系统中能源的用能费用函数和所述能源的备用费用函数；利用所述用能费用函数和所述备用费用函数确定所述综合能源系统的系统总运行成本函数；获取所述综合能源系统中预先建立的新能源设备备用模型和储能设备备用模型；利用与所述新能源设备备用模型对应的第一约束条件、与所述储能设备备用模型对应的第二约束条件和与其它系统设备模型对应的第三约束条件和所述系统总运行成本函数建立所述综合能源系统的系统备用模型。

【技术特征摘要】
1.一种综合能源系统的系统备用建模方法，其特征在于，包括：获取所述综合能源系统中能源的用能费用函数和所述能源的备用费用函数；利用所述用能费用函数和所述备用费用函数确定所述综合能源系统的系统总运行成本函数；获取所述综合能源系统中预先建立的新能源设备备用模型和储能设备备用模型；利用与所述新能源设备备用模型对应的第一约束条件、与所述储能设备备用模型对应的第二约束条件和与其它系统设备模型对应的第三约束条件和所述系统总运行成本函数建立所述综合能源系统的系统备用模型。2.根据权利要求1所述的综合能源系统的系统备用建模方法，其特征在于，所述储能设备备用模型的建立过程具体为：获取所述综合能源系统中储能设备的运行约束条件和运行参数；利用所述运行约束条件和所述运行参数计算所述综合能源系统进行一次调频时的转动惯量和下垂系数以建立所述储能设备的一次调频备用模型；获取所述储能设备的运行状态和与所述运行状态对应的过载功率；利用所述运行参数和与所述运行状态对应的过载功率建立与所述运行状态对应的储能过载模型；所述储能设备备用模型包括所述一次调频备用模型和所述储能过载模型。3.根据权利要求2所述的综合能源系统的系统备用建模方法，其特征在于，所述新能源设备备用模型的建立过程具体为：获取所述综合能源系统进行一次调频时新能源设备的一次调频备用等式约束和一次调频最大备用容量；利用所述一次调频备用等式约束和所述一次调频最大备用容量建立新能源设备一次调频备用模型；利用指数平滑法建立所述综合能源系统进行三次调频时所述新能源设备的新能源发电功率模型；获取所述新能源设备的数量、各所述新能源设备的停运率和各所述新能源设备的容量；利用各所述新能源设备的停运率和各所述新能源设备的容量建立所述新能源设备的停运容量模型；获取所述新能源设备的建设价值数据和所述新能源设备的能源价值数据；利用所述建设价值数据和所述能源价值数据建立所述新能源设备的新能源成本模型；所述新能源设备备用模型包括所述新能源设备一次调频备用模型、所述新能源发电功率模型、所述新能源设备的停运容量模型和所述新能源成本模型。4.根据权利要求1所述的综合能源系统的系统备用建模方法，其特征在于，所述用能费用函数具体采用下式表示：其中，f(pi,t)为所述用能费用，NG为所述综合能源系统中的系统设备的数量，NT为所述综合能源系统中的时段的个数，t为时段序列号，ρi,t(pi,t)为所述综合能源系统中第i个系统设备的t时段的电能量价值函数，pi,t为所述综合能源系统中第i个系统设备的t时段的能源用能信息，sui,t为所述综合能源系统中第i个系统设备的t时段的启机价值函数。5.根据权利要求4所述的综合能源系统的系统备用建模方法，其特征在于，所述备用费用函数具体采用下式表示：其中，g(ri,t)为所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷金勇，郭祚刚，袁智勇，马溪原，陈柔伊，李鹏，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44