区域综合能源系统多元储能协同配置方法、程序、系统与应用技术方案

区域综合能源多元储能系统配置方法、程序、系统与应用，涉及综合能源调控技术领域，前述区域综合能源多元储能系统配置方法包括建立电‑热网络模型、建立多元储能配置模型、确定多元储能配置方案及多元储能配置的步骤，该配置方法同时计及电‑热网络约束、电储能无功调节能力以及考虑能源品位差异的多元储能综合效率约束，与现有方法相比，其在让储能配置实现电、热、冷多元化的同时，还能够提高能源综合利用效率及系统运行效率，其结合电储能无功功率进行多元储能协同配置，提高了储能配置的经济性，能够有效降低电网损耗，降低热电联产弃热，在提高供能网络能量传输效率和热源供能效率等方面均具有优势。

【技术实现步骤摘要】
区域综合能源系统多元储能协同配置方法、程序、系统与应用
本专利技术涉及综合能源调控
，特别涉及一种区域综合能源系统多元储能协同配置方法、程序、系统与应用。
技术介绍
我国目前存在着能源需求日益增长与传统化石能源日益短缺以及能源开发利用与环境保护问题等诸多矛盾。传统电、热、冷、气等能源子系统间相互独立，无法充分实现各种能源在生产、传输和使用环节上的互补协调，能源问题难以解决。综合能源系统对提高各种能源利用效率、推动能源利用转型、实现多能源的互补互济具有重要意义。综合能源系统可分为跨区级、区域级和用户级，其中发挥“承上启下”作用的区域综合能源系统(Regionalintegratedenergysystem，RIES)由智能配电系统、供热/冷系统等供能网络耦合而成。电、热、冷等多元储能作为RIES能源子系统融合的纽带，具有实现多种能源在空间维和时间维上完全解耦的能力，是提高RIES经济性和能源利用效率的重要手段。RIES中如何配置多元储能对于综合能源系统的运行效率起到非常关键的影响。现有综合能源系统在配置多元储能时，一部分未考本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.区域综合能源系统多元储能协同配置方法，其特征在于，包括以下步骤；/n一、建立电-热网络模型；/n1.1建立电网模型；/n获取区域综合能源系统中的电力网络结构数据及电网运行记录，根据电力网络结构及电网运行记录建立包含电网运行状态和运行变量并能够反映电网性能的电网模型；/n1.2建立热网模型；/n获取区域综合能源系统中的热力网络结构数据，根据热力网络结构并按质调节运行方式建立热网模型；/n二、建立多元储能配置模型；/n2.1建立多元储能统一模型；/n2.2以步骤2.1建立的多元储能统一模型为基础，采用有功功率优先分配策略，建立电储能有功-无功模型；/n三、确定多元储能配置方案；/n3.1以多元...

【技术特征摘要】
1.区域综合能源系统多元储能协同配置方法，其特征在于，包括以下步骤；
一、建立电-热网络模型；
1.1建立电网模型；
获取区域综合能源系统中的电力网络结构数据及电网运行记录，根据电力网络结构及电网运行记录建立包含电网运行状态和运行变量并能够反映电网性能的电网模型；
1.2建立热网模型；
获取区域综合能源系统中的热力网络结构数据，根据热力网络结构并按质调节运行方式建立热网模型；
二、建立多元储能配置模型；
2.1建立多元储能统一模型；
2.2以步骤2.1建立的多元储能统一模型为基础，采用有功功率优先分配策略，建立电储能有功-无功模型；
三、确定多元储能配置方案；
3.1以多元储能投资成本、区域综合能源系统运行成本、配电网容量收益以及环境成本的总和最小作为目标，构建目标函数；
3.2结合目标函数、步骤一建立的电-热网络模型、步骤二建立的多元储能配置模型及其约束条件求解得到多元储能配置方案；
四、多元储能配置；
按照步骤3.2得到的多元储能配置方案在区域综合能源系统中配置储能设备。


2.根据权利要求1所述的区域综合能源系统多元储能协同配置方法，其特征在于：在所述电网模型中，以式(1)-式(4)表示支路交流潮流模型，式(5)表示线路潮流限制和节点电压偏差限制；
对于






对于






对于



式中：d为规划典型日；t为某典型日下运行时段；i为供能网络节点；l为供能网络支路；D为典型日集合；T为一个典型日下的运行优化周期；Ωele为电网节点集合；Zele为电网线路集合；为电网线路集合到线路首端节点集合的映射；为电网线路集合到线路末端节点集合的映射；分别为电网线路l有功、无功潮流；rl、xl分别为电网线路的电导和电纳；Id,t,l为线路电流幅值的平方；分别为节点电负荷有功、无功功率；分别为节点电源有功、无功功率；Vd,t,i为节点电压幅值的平方；Il,max为线路电流上限；Vi,max、Vi,min为节点电压幅值上下限。


3.根据权利要求2所述的区域综合能源系统多元储能协同配置方法，其特征在于：在所述热网模型中，以式(6)表示热节点消耗功率，式(7)表示节点热流量平衡，式(8)表示管道温度传输损耗，式(9)表示管道温度传输时延，式(10)表示节点温度约束，其中节点包括热源、供回水管道交汇点、负荷；
对于















式中：Ωheat为热网节点集合；Zheat为热网管道集合；为热网管道集合到管道首端节点集合的映射；为热网管道集合到管道末端节点集合的映射；φd,t,i为热节点i消耗的热功率；为节点热负荷功率；为节点热源功率；cw为水的比热容；Gd,t,l为管道l的流量；Td,t,i为管道首端温度，它与首端节点流出温度相同，故将它定义为节点温度；为管道末端温度；为环境温度；λ为管道的导热率；Lel为管道长度；τl为管道温度传输时延，通过四舍五入化为Δt的倍数；Fl为特征量，由管道长度、截面积参数决定；Ti,max、Ti,min为节点温度上下限。


4.根据权利要求3所述的区域综合能源系统多元储能协同配置方法，其特征在于：在所述多元储能统一模型中，以式(11)表示储能运行相邻时段能量平衡关系；式(12)表示储能实时容量上下限约束；式(13)表示一个运行周期结束后，储能所存能量恢复至初始状态；式(14)-式(16)表示储能功率大小限制及充/放能功率互补约束；式(17)表示储能功率输出；
对于





















式中：ES为储能类型，分为电、热、冷三类；为储能所储存的能量；κES为能量自损耗率；分别为储能充、放能效率；分别为储能实时充、放能功率；EESn为待配置的储能额定容量；emin、emax分别为最小允许储能量、最大允许储能量与储能额定容量的比值；PESn为待配置的储能额定功率；为储能实时功率，规定放能为正，充能为负。


5.根据权利要求4所述的区域综合能源系统多元储能协同配置方法，其特征在于：令电储能的有功功率限值为待配置的电储能额定功率PEESn，令电储能的无功功率限值为PEESn和kees的乘积，所述kees为小于1的倍数，所述电储能有功-无功模型为：
对于





















对于












式(11)表示储能运行相邻时段能量平衡关系；式(12)表示储能实时容量上下限约束；式(13)表示一个运行周期结束后，储能所存能量恢复至初始状态；式(14)-式(16)表示储能功率大小限制及充/放能功率互补约束；式(17)表示储能功率输出；
在式(11)-式(17)中：ES为电储能类型；为电储能所储存的能量；κES为能量自损耗率；分别为电储能充、放能效率；分别为电储能实时充、放能功率；EESn为待配置的电储能额定容量；emin、emax分别为最小允许储能量、最大允许储能量与电储能额定容量的比值；PESn为待配置的电储能额定功率；为电储能实时功率，规定放能为正，充能为负。
在式(18)-式(20b)中：为电储能的实时无功功率；为电储能的无功功率限值；kees为无功功率限值与PCS额定功率的比值。


6.根据权利要求5所述的区域综合能源系统多元储能协同配置方法，其特征在于：所述目标函数为：
minF＝Cinv+Cop-Cca+Cenv(21)；
式中：Cinv为储能投资成本，Co为区域综合能源系统运行成本，Cca为配电网容量收益，Cenv为环境成本，其中：
1)储能投资成本Cinv：



式中：为拟接入储能的电/热冷节点集合；分别为储能的单位容量投资成本和单位功率投资成本；为节点i所配置储能的额定容量；PiESn为节点i所配置储能的额定功率。aES为储能的等年值系数，由式(22b)计算：



式中；τ为贴现率；y为储能寿命周期；
2)区域综合能源系统运行成本Cop：



式中：δd为规划年中第d...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁智勇，于力，徐全，熊文，王莉，蔡莹，李培强，刁涵彬，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，广东电网有限责任公司广州供电局，湖南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44