一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法，包括：获取区域系统的系统参数；利用所述系统参数，计算出可控化石能源的单机容量；基于所述系统参数和所述单机容量，通过模拟运算优化可再生能源及电储能的配置；调整可控化石能源与可再生能源的配置比例，得出最优配置方案。本发明专利技术能够以可控化石能源与可再生能源的综合能源配置的精细化分析为基础，实现可控化石能源与可再生能源的优化配置。

A Method, Device and Equipment for Optimizing Integrated Energy Capacity of Isolated Energy Systems

【技术实现步骤摘要】
一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法、装置及设备
本专利技术涉及电力系统
，尤其是涉及一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法、装置及设备。
技术介绍
目前，我国海洋资源较为辽阔，以及西部地区偏远山区众多，我国具有较多孤立的孤网，孤岛与山区偏远地区的能源供应对民生、经济发展意义重大。由于上述孤立能源系统难以实现与主干能源网络互联互通，在中小型孤网能源系统规划较为简单的背景下，科学的、精细化的、可移植的能源定容优化方法，是孤网能源电力规划的重中之重。与此同时，针对园区、孤网的能源互联网项目也得以开展，能源利用效率将以区域为单位得以提升，可再生能源消纳工作也将得以进一步深化。但是，现有技术由于缺少精细化的能源供应分析而未能实现最优能源配置。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供了一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法、装置及设备，能够以可控化石能源与可再生能源的综合能源配置的精细化分析为基础，实现可控化石能源与可再生能源的优化配置。所述技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法，包括：获取区域系统的系统参数；利用所述系统参数，计算出可控化石能源的单机容量；基于所述系统参数和所述单机容量，通过模拟运算优化可再生能源及电储能的配置；调整可控化石能源与可再生能源的配置比例，得出最优配置方案。在本专利技术第一方面的第一种可能的实现方式中，所述通过模拟运算优化可再生能源及电储能的配置，具体为：构建可再生能源定容的目标函数；根据所述目标函数构建双层优化模型；将模拟参数通过所述双层优化模型进行求解，得出运算结果。在本专利技术第一方面的第二种可能的实现方式中，所述构建可再生能源定容的目标函数，具体为：计算碳排放罚值；根据所述碳排放罚值，构建以全寿命周期净现值成本最低为优化目标的目标函数。在本专利技术第一方面的第三种可能的实现方式中，所述根据所述目标函数构建双层优化模型，具体为：根据所述目标函数，构建以可再生能源及电储能容量为优化对象的上层模型；基于所述上层模型，构建用于计算碳排放罚值的运行、维护成本最低值的下层模型。在本专利技术第一方面的第四种可能的实现方式中，所述将模拟参数通过所述双层优化模型进行求解，得出运算结果，包括：利用离散二进制粒子群算法在所述上层模型搜索光伏、风电、储能的最优方案；在所述下层模型中，利用在所述上层模型搜索所得的方案进行模拟运算，并反馈经济环境指标值。在本专利技术第一方面的第五种可能的实现方式中，所述在所述下层模型中，利用在所述上层模型搜索所得的方案进行模拟运算，并反馈经济环境指标值，包括：根据历史数据预测未来的负荷及资源禀赋情况；根据预测所得的数据，在PV光伏开始发电的同时对电池进行充电，当光伏输出小于负载时提前放电以满足负载要求；对比电储能与可控化石能源的成本以反映每一小时的成本。在本专利技术第一方面的第六种可能的实现方式中，所述获取区域系统的系统参数，包括：根据所述系统参数，判定所述区域系统的孤网类型；其中，所述孤网类型包括周转型孤网、旅游型孤网、综合型孤网。在本专利技术第一方面的第七种可能的实现方式中，所述获取区域系统的系统参数，包括：基于实时能源参数拟合区域系统的实时能源需求曲线。第二方面，本专利技术实施例提供了一种孤立能源系统的综合能源容量优化装置，包括：参数获取模块，用于获取区域系统的系统参数；单机容量计算模块，用于利用所述系统参数，计算出可控化石能源的单机容量；配置优化模块，用于基于所述系统参数和所述单机容量，通过模拟运算优化可再生能源及电储能的配置；配置方案输出模块，用于调整可控化石能源与可再生能源的配置比例，得出最优配置方案。第三方面，本专利技术实施例提供了一种孤立能源系统的综合能源容量优化设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的孤立能源系统的综合能源容量优化方法。相比于现有技术，本专利技术实施例具有如下有益效果：本专利技术提供一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法，根据不同区域系统的系统参数，所述系统参数包括负荷、成本信息、资源禀赋参数、机组参数等，充分考虑不同区域系统在能源资源禀赋上的差异，同时，通过计算出可控化石能源的单机容量，研究并探讨了区域系统的可控化石能源与高比例可再生能源的协同配置，对可控能源规模配置比例进行了测算，以在考虑可控化石能源供应的可行性的情况下实现实时平衡分析及科学定量；另外，考虑到电池储能较高的因素以及基于历史可再生能源数据中出现的异常出力等风险因素，通过模拟运算优化可再生能源及电储能的配置，有效地避免可再生能源与电储能的过度投资，有利于最终实现能源定容的最优化。附图说明图1是本专利技术实施例中的一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法的流程图；图2是本专利技术实施例中的一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法的原理图；图3是本专利技术实施例中的一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法的周转型孤网供能框架图；图4是本专利技术实施例中的一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法的旅游型孤网供能框架图；图5是本专利技术实施例中的一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法的综合型孤网供能框架图；图6是本专利技术实施例中的一种孤立能源系统的综合能源容量优化装置的结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参见图1，其示出了本专利技术一个示例性实施例提供的一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法，包括：S101、获取区域系统的系统参数；其中，所述系统参数包括实时能源需求参数和规模参数；所述实时能源需求参数包括但不限于实际负荷值、预测负荷值等；所述规模参数包括但不限于成本信息、资源禀赋参数、机组参数等；S102、利用所述系统参数，计算出可控化石能源的单机容量；其中，基于所述实时能源参数，进行年度8760小时的延时曲线拟合，结合可控化石能源产品序列，进行最优单机容量的求解；S103、基于所述系统参数和所述单机容量，通过模拟运算优化可再生能源及电储能的配置；S104、调整可控化石能源与可再生能源的配置比例，得出最优配置方案。其中，基于能源运行效率、典型日运行曲线特性、能源运行整体经济性进行对比分析，并根据分析结果调整配置，提出最优配置方案。可以理解的是，对于可控化石能源的定容，从实际项目规划考虑，可控化石能源产品容量序列呈现出明显的离散性，且可控化石能源整体能源利用效率一般随着单机容量的增长而提升，若孤网存在可控化石能源配置，其单机容量选择在满足机组性能最优化的同时，宜保障基荷机组化石能源长期运行在经济区间。请参见图2，从综合能源定容的具体求解来看，通过单机容量的优化，以及根据孤网能源需求规模，设定可控化石能源的单机容量以及可选台数，形成“完全可再生能源”、“部分柴油机保障基荷”、“柴油机覆盖尖峰负荷”等多种情形，对各种情形下，求解对应情形下的可再生能源、储能的最优配置，基于能源运行效率、典型日运行曲线特性、能源运行整体经济性进行对比分析，提出最优配置方案。本专利技术实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法，其特征在于，包括：获取区域系统的系统参数；利用所述系统参数，计算出可控化石能源的单机容量；基于所述系统参数和所述单机容量，通过模拟运算优化可再生能源及电储能的配置；调整可控化石能源与可再生能源的配置比例，得出最优配置方案。

【技术特征摘要】
1.一种孤立能源系统的综合能源容量优化方法，其特征在于，包括：获取区域系统的系统参数；利用所述系统参数，计算出可控化石能源的单机容量；基于所述系统参数和所述单机容量，通过模拟运算优化可再生能源及电储能的配置；调整可控化石能源与可再生能源的配置比例，得出最优配置方案。2.如权利要求1所述的孤立能源系统的综合能源容量优化方法，其特征在于，所述通过模拟运算优化可再生能源及电储能的配置，具体为：构建可再生能源定容的目标函数；根据所述目标函数构建双层优化模型；将模拟参数通过所述双层优化模型进行求解，得出运算结果。3.如权利要求2所述的孤立能源系统的综合能源容量优化方法，其特征在于，所述构建可再生能源定容的目标函数，具体为：计算碳排放罚值；根据所述碳排放罚值，构建以全寿命周期净现值成本最低为优化目标的目标函数。4.如权利要求2所述的孤立能源系统的综合能源容量优化方法，其特征在于，所述根据所述目标函数构建双层优化模型，具体为：根据所述目标函数，构建以可再生能源及电储能容量为优化对象的上层模型；基于所述上层模型，构建用于计算碳排放罚值的运行、维护成本最低值的下层模型。5.如权利要求4所述的孤立能源系统的综合能源容量优化方法，其特征在于，所述将模拟参数通过所述双层优化模型进行求解，得出运算结果，包括：利用离散二进制粒子群算法在所述上层模型搜索光伏、风电、储能的最优方案；在所述下层模型中，利用在所述上层模型搜索所得的方案进行模拟运算，并反馈经济环境指标值。6.如权利要求5所述的孤...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭子暄，郑赟，王路，梁沛权，邓广义，印佳敏，钟依庐，
申请(专利权)人：中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44