综合能源系统运行策略的优化方法、终端设备及存储介质技术方案

本发明专利技术提供了一种综合能源系统运行策略的优化方法、终端设备及存储介质，该方法包括：计算所述综合能源系统中的光伏能源的预测输出功率；基于所述光伏能源的预测输出功率，得到所述综合能源系统的初始运行策略；根据所述光伏能源的预测输出功率和预设的误差概率分布函数，得到目标光伏出力场景；基于预设的目标函数和预设的约束条件，根据所述目标光伏出力场景对所述初始运行策略进行可行性验证；若可行性验证未通过，则松弛约束条件，并基于松弛后的约束条件对所述初始运行策略进行调整，获得目标运行策略，利用本发明专利技术得到的综合能源系统的运行策略更稳定，使电网运行更安全。

Optimization method, terminal equipment and storage medium for operation strategy of integrated energy system

【技术实现步骤摘要】
综合能源系统运行策略的优化方法、终端设备及存储介质
本专利技术属于能源利用
，尤其涉及一种综合能源系统运行策略的优化方法、终端设备及存储介质。
技术介绍
泛在电力物联网，是围绕电力系统各环节，充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术、先进通信技术，实现电力系统各环节万物互联、人机交互，具有状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活特征的智慧服务系统。其中，传统的电力生产、传输、消费的所有环节信息化，都可以称为泛在电力物联网。在泛在电力物联网建设中，综合能源服务将会成为重要的应用领域，所述综合能源系统，包含了大量的低压小范围分布式能源、能源储存设备和可控负荷。分布式光伏等可再生能源在电网中的渗透率不断提升，并逐渐成为泛在电力物联网中的主要电能供应源。但由于部分可再生能源的输出功率受到天气因素的显著影响，可能存在较大随机性和波动性，因此可能对电网的电压稳定和潮流分布产生较大的影响。目前综合能源系统的运行策略由于设计不合理，对电网造成不良影响，造成综合能源系统的运行不稳定。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种综合能源系统运行策略的优化方法、终端设备及存储介质，以解决目前综合能源系统运行不稳定的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种综合能源系统运行策略的优化方法，包括：计算所述综合能源系统中的光伏能源的预测输出功率；基于所述光伏能源的预测输出功率，得到所述综合能源系统的初始运行策略；根据所述光伏能源的预测输出功率和预设的误差概率分布函数，得到目标光伏出力场景；基于预设的目标函数和预设的约束条件，根据所述目标光伏出力场景对所述初始运行策略进行可行性验证；若可行性验证未通过，则松弛约束条件，并基于松弛后的约束条件对所述初始运行策略进行调整，获得目标运行策略。本专利技术实施例的第二方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述综合能源系统运行策略的优化方法的步骤。本专利技术实施例的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述综合能源系统运行策略的优化方法的步骤。本专利技术实施例计算所述综合能源系统中的光伏能源的预测输出功率；基于所述光伏能源的预测输出功率，得到所述综合能源系统的初始运行策略；根据所述光伏能源的预测输出功率和预设的误差概率分布函数，得到目标光伏出力场景；基于预设的目标函数和预设的约束条件，根据所述目标光伏出力场景对所述初始运行策略进行可行性验证；若可行性验证未通过，则松弛约束条件，并基于松弛后的约束条件对所述初始运行策略进行调整，获得目标运行策略。由于本申请首先计算出光伏能源的预测输出功率，然后根据预测输出功率可以得到综合能源系统的初始运行策略，然后根据所述目标光伏出力场景对所述初始运行策略进行可行性验证，在可不行时优化初始运行策略，使获得的目标运行策略满足所有的目标光伏出力场景，利用本专利技术得到的综合能源系统的运行策略更稳定，使电网运行更安全。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的一个实施例提供的综合能源系统运行策略的优化方法的实现流程示意图；图2是本专利技术的一个实施例提供的基于多种概率分布函数对样本数据进行拟合的效果图；图3是本专利技术实施例提供的某地电网的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的配电网典型日负荷曲线；图5是本专利技术的一个实施例提供的优化系统的示意框图图6是本专利技术的一个实施例提供的终端设备的示意框图。具体实施方式本专利技术的说明书和权利要求书中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤的方法，没有限定于已列出的步骤，而是可选的还包括没有列出的步骤；包含一系列模块的装置，没有限定于已列出的模块，而是可选的还包括没有列出的模块。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。在本申请实施例中，所述综合能源系统可以是多源微电网，例如泛在电力物联网，包含了低压小范围分布式能源、能源储存设备和可控负荷。所述泛在电力物联网中多种能源(冷、热、电、气等)彼此耦合，热源、电源、储能和负荷之间特性互补，整体关系较为复杂。需要提供一种运行策略以实现整体系统的经济高效运行，利用多种能源之间的协同关系实现能源综合利用。作为举例，冷热电联供系统运行时，对天然气燃烧产生的机械能和热能都加以充分利用：高温段的热能用于带动发电机转动产生电能，中温段和低温段的热能用于供应冷热能源，保证天然气燃烧产生能量的最大化利用。冷热电联供机组可以根据功能的不同分为原动机、余热锅炉、余热制冷设备和调峰设备四部分组成。联供系统在电价高峰时段通过联供机组发电同时直接供应冷热需求，可以明显减少高峰时段的用电量；在用电低谷时段，可以通过调峰设备使用低谷电制冷热，并通过储热设备进行存储并在高峰时段释放。利用以上两种方式，联供系统可以显著减少日运行成本。图1示出了本专利技术一实施例所提供的综合能源系统运行策略的优化方法的实现流程图，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分，详述如下：如图1所示，本专利技术实施例所提供的一种综合能源系统运行策略的优化方法，包括：步骤S101，计算所述综合能源系统中的光伏能源的预测输出功率。在本申请实施例中，所述光伏能源的预测输出功率为预测的在预设的时间段内随时间变化的输出功率。作为本申请另一实施例，所述计算所述综合能源系统中的光伏能源的预测输出功率包括：构建SVR预测模型；获取训练样本，并基于所述训练样本对所述SVR预测模型进行训练，获得训练后的SVR预测模型，其中，所述训练样本为以光伏能源的历史输出功率为样本标签，以与所述光伏能源的历史输出功率对应的环境数据为输入数据；获取预测的预设的时间段的环境数据，将所述环境数据输入所述训练后的SVR预测模型，获得所述光伏能源的预设的时间段的预测输出功率。在本申请实施例中，本文采用支持向量回归模型(SupportVectorRegression,SVR)，这种机器学习的方式具有处理大量数据和高效计算的能力，对于处理分布式光伏发电功率这类具有周期性和随天气条件波动特征的数据具有较强的适用性。所述支持向量回归模型的一般形式为：式中：ω为各变量的拟合系数；b模型常量；C为正则化常数；为支持向量回归模型描述中的ε上下限函数，其形式为：从而可得到拟合函数的最优解形式如下：式中：和αi为对偶最优问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种综合能源系统运行策略的优化方法，其特征在于，包括：/n计算所述综合能源系统中的光伏能源的预测输出功率；基于所述光伏能源的预测输出功率，得到所述综合能源系统的初始运行策略；/n根据所述光伏能源的预测输出功率和预设的误差概率分布函数，得到目标光伏出力场景；/n基于预设的目标函数和预设的约束条件，根据所述目标光伏出力场景对所述初始运行策略进行可行性验证；若可行性验证未通过，则松弛约束条件，并基于松弛后的约束条件对所述初始运行策略进行调整，获得目标运行策略。/n

【技术特征摘要】
1.一种综合能源系统运行策略的优化方法，其特征在于，包括：
计算所述综合能源系统中的光伏能源的预测输出功率；基于所述光伏能源的预测输出功率，得到所述综合能源系统的初始运行策略；
根据所述光伏能源的预测输出功率和预设的误差概率分布函数，得到目标光伏出力场景；
基于预设的目标函数和预设的约束条件，根据所述目标光伏出力场景对所述初始运行策略进行可行性验证；若可行性验证未通过，则松弛约束条件，并基于松弛后的约束条件对所述初始运行策略进行调整，获得目标运行策略。


2.如权利要求1所述的综合能源系统运行策略的优化方法，其特征在于，所述光伏能源的预测输出功率为预测的在预设的时间段内随时间变化的输出功率。


3.如权利要求2所述的综合能源系统运行策略的优化方法，其特征在于，所述计算所述综合能源系统中的光伏能源的预测输出功率包括：
构建SVR预测模型；
获取训练样本，并基于所述训练样本对所述SVR预测模型进行训练，获得训练后的SVR预测模型，其中，所述训练样本为以光伏能源的历史输出功率为样本标签，以与所述光伏能源的历史输出功率对应的环境数据为输入数据；
获取预测的预设的时间段的环境数据，将所述环境数据输入所述训练后的SVR预测模型，获得所述光伏能源的预设的时间段的预测输出功率。


4.如权利要求1所述的综合能源系统运行策略的优化方法，其特征在于，所述基于所述光伏能源的预测输出功率，得到所述综合能源系统的初始运行策略包括：
获取所述综合能源中所述光伏能源以外的运行模型，其中，所述光伏能源以外的运行模型包括：燃气联供系统的热电输出比例模型、余热制冷机组的余热制冷模型和调峰设备的功率模型；
基于所述光伏能源的预测输出功率，以及获取的所述综合能源系统中所述光伏能源以外的运行模型，得到所述综合能源系统的初始运行策略。


5.如权利要求4所述的综合能源系统运行策略的优化方法，其特征在于，所述燃气联供系统的热电输出比例模型为：









式中：为燃气轮机余热烟气输出功率的最大值；为联供系统实际输出功率的标幺值；和为燃气轮机热电输出比所对应的分段线性函数的第i段的系数；为联供系统的的额定容量；为燃气轮机余热烟气输出功率的最小值；αi为第i段中上下限比值的系数；Ph为燃气轮机余热烟气输出功率的实际值；
所述余热制冷机组的余热制冷模型为：



COPCCHP＝Qc/Qh；
式中：为联供系统的制冷量，为联供系统消耗的热量，COPCCHP冷热转换能效比；Qc为余热制冷过程中生成的制冷量；Qh余热制冷过程中消耗的热量；
所述调峰设备的功率模型为：



其中，为调峰消耗功率，为调峰机组的等效功率，COPP为能量转换比。


6.如权利要求2所述的综合能源系统运行策略的优化方法，其特征在于，所述根据所述光伏能源的预测输出功率和预设的误差概率分布函数，得到目标光伏出力场景，包括：
根据所述预设的误差概率分布函数，获得预设的时间段的误差分布数据；
基于所述误差分布数据对所述预测输出功率进行修正，获得修正后的预测输出功率；
根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁博，张章，王颖，张倩茅，齐晓光，荆志朋，习朋，张丽洁，刘芮，徐田丰，胡诗尧，安佳坤，孙鹏飞，赵建华，胡梦锦，杨洋，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司经济技术研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13