基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法技术方案

一种基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法。其包括收集基础数据；在Matlab建模界面中构建区域综合能源系统的储能设备数学模型；确定约束条件和目标函数；在YALMIP中对区域综合能源系统进行建模，调用商业求解器CPLEX对模型进行求解；输出储能设备配置的优先级顺序；得出储能设备配置方案建议等步骤。本发明专利技术效果：系统运行能完全满足区域内电、冷、热负荷的需求以及充分消纳可再生新能源的出力，基于各设备的出力情况计算包含储能设备的区域综合能源系统运行经济性指标，通过分析系统配置不同储能设备的经济性和可行性，可以有针对性地解决该区域适合配置何种储能方式，对区域综合能源系统规划问题具有指导意义。

【技术实现步骤摘要】
基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法
本专利技术属于城市区域综合能源系统规划与优化
，特别是涉及一种基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法。
技术介绍
风电的反调峰特性和供暖季“以热定电”模式会导致弃风现象严重，从而造成能源浪费。随着能源互联网的推进和综合能源系统的发展以及各种储能方式的出现，通过建立含有多种储能方式的区域综合能源系统的运行方式，可以提高可再生新能源的利用率。由于区域综合能源系统受到系统内可再生能源的随机性、间歇性、不确定性的影响，以及系统在出现故障时通常需要切断与电网之间的连接，这些都势必导致了综合能源系统需要通过合理地规划储能系统与可再生能源之间的集成利用，以实现提高系统的供电可靠性的目的。目前国内外对含有储能设备的区域综合能源系统优化调度模型和控制方法均有一定的研究，但都大多只研究了单一储能设备对区域综合能源系统消纳新能源时经济性和可靠性的影响，少有文献研究电、热、冷、气等多种储能设备共同作用对区域综合能源系统经济性和可靠性的影响，以及储能设备配置优先级的问题。一方面，现有研究考虑区本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法，其特征在于：所述的基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法包括按顺序执行的下列步骤：/n步骤1)收集包括所研究区域的冷、热、电负荷功率数据，区域的分时电价和天然气价格，以及区域综合能源系统内各种设备的运行参数在内的基础数据；/n步骤2)根据上述基础数据在Matlab建模界面中构建区域综合能源系统的储能设备数学模型；/n步骤3)确定区域综合能源系统运行的约束条件和目标函数；/n步骤4)根据步骤2)构建的数学模型和步骤3)确定的约束条件及目标函数，在YALMIP中对区域综合能源系统进行建模，再调用商业求解器CPLEX对该模型进行...

【技术特征摘要】
1.一种基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法，其特征在于：所述的基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法包括按顺序执行的下列步骤：
步骤1)收集包括所研究区域的冷、热、电负荷功率数据，区域的分时电价和天然气价格，以及区域综合能源系统内各种设备的运行参数在内的基础数据；
步骤2)根据上述基础数据在Matlab建模界面中构建区域综合能源系统的储能设备数学模型；
步骤3)确定区域综合能源系统运行的约束条件和目标函数；
步骤4)根据步骤2)构建的数学模型和步骤3)确定的约束条件及目标函数，在YALMIP中对区域综合能源系统进行建模，再调用商业求解器CPLEX对该模型进行求解；
步骤5)输出该区域综合能源系统中各储能设备配置的优先级顺序；
步骤6)从经济性对区域综合能源系统中配置新增储能设备前后的运行成本进行量化分析，包含购电费用、燃气费用、设备运行维护费用、气体排放物治理费用及效益量化总费用，并将包含新增储能设备前后的区域综合能源系统进行对比分析，得出储能设备配置方案建议。


2.根据权利要求1所述的基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的收集包括所研究区域的冷、热、电负荷功率数据，区域的分时电价和天然气价格，以及区域综合能源系统内各种设备的运行参数在内的基础数据的方法为：
收集所研究区域的夏季典型日冷、热、电负荷24小时负荷功率数据和光伏、风电机组24小时预测出力数据，所在区域的分时电价和天然气价格，以及区域综合能源系统内各种设备的运行参数数据。


3.根据权利要求1所述的基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法，其特征在于：在步骤2)中，所述的根据上述基础数据在Matlab建模界面中构建区域综合能源系统的储能设备数学模型的方法是：
根据上述基础数据在Matlab建模界面中构建该区域综合能源系统中各储能设备的数学模型,所述的储能设备包括燃气轮机、风电机组、余热锅炉、换热装置、冰蓄冷装置、吸收式制冷机、光伏机组、蓄电池、蓄热电锅炉和P2G设备。


4.根据权利要求1所述的基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法，其特征在于：在步骤3)中，所述的确定区域综合能源系统运行的约束条件和目标函数的方法是：
步骤3.1)确定目标函数：以调度周期内区域综合能源系统加入新增储能设备之后相较于前一状态的区域综合能源系统节省的总运行成本最大为目标函数，总运行成本包括购燃气费用、购电费用、设备运行维护费用以及排放物治理费用：



式中：ΔC为新增某一储能设备后区域综合能源系统相较于前一状态的该系统节省的总运行成本，即运行效益增量；Ffuel和F′fuel分别为前一状态的区域综合能源系统和新增某一储能设备后该系统的燃气费用；Frm和F′rm分别为前一状态的区域综合能源系统和新增某一储能设备后该系统的设备运行维护费用；Fgrid和F′grid分别为前一状态的区域综合能源系统和新增某一储能设备后该系统的购电费用；Fem和F′em分别为前一状态的区域综合能源系统和新增某一储能设备后该系统的排放物治理费用；Ω为前一状态的区域综合能源系统内所有设备集合；Ω∪Aj为加入某一储能设备后该系统的所有设备集合；
步骤3.2)确定约束条件：区域综合能源系统运行的约束条件包括电、冷、热功率平衡约束，设备出力约束，其中：
电功率平衡约束如公式(2)所示：



冷功率平衡约束如公式(3)所示：
QEC(t)+QAC(t)＝LCA(t)(3)
热功率平衡约束如公式(4)所示：
QHX(t)+QEB(t)+hr,d(t)＝LTW(t)(4)
式中：LE(t)，LCA(t)，LTW(t)分别为时段t内...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗凤章，邵经鹏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12