一种含多种清洁能源微能源网多目标随机规划方法技术

本发明专利技术公开了一种含多种清洁能源微能源网多目标随机规划方法，包括：根据微能源网运行策略构建微能源网的关键设备模型；分析微能源网中的不确定性因素，并构建不确定因素模型；结合微能源网的关键设备模型和不确定因素模型，以微能源网的全生命周期成本和碳排放量为目标函数，以微能源网的确定性约束和机会约束为约束条件，建立微能源网的多目标随机规划模型；使用NSGA‑II算法对微能源网的多目标随机规划模型进行求解，得到最佳的规划方案。本发明专利技术以全生命周期成本最小和碳排放量最小建立了微能源网的多目标随机规划模型，验证结果表明，本发明专利技术能够兼顾微能源网运行的经济性与环保性，能够根据不同的规划要求给决策者提供多种规划方案。

【技术实现步骤摘要】
一种含多种清洁能源微能源网多目标随机规划方法
本专利技术涉及微能源网、多目标随机规划领域，尤其涉及一种含多种清洁能源微能源网多目标随机规划方法。
技术介绍
微能源网位于“能源互联网”的末端，主要面向智能楼宇、居民小区、商业园区、农村社区和孤立海岛等区域，通过能源的综合供应满足多种负荷的用能需求。近年来，在国家能源政策的扶持下，微能源网对清洁能源的利用比例不断攀升，微能源网正由传统的“冷-热-电”联供系统向多种清洁能源利用的高耦合、高能效系统转变。考虑到分布式发电具有间歇性与波动性的特点，高渗透率的微能源网中通常存在弃风、弃光现象，造成电能的大量浪费。传统的电化学储能方式无法满足清洁能源的发展需求，氢能作为一种清洁高效的新能源，已成为我国能源技术发展的重要战略方向，加强氢能基础设施建设势在必行。微能源网通过利用富余的电能电解水制氢，可有效提高电能的利用率。微能源网中源荷受到多种不确定因素的影响，忽略不确定性会降低规划的准确性。同时微能源网中各能源相互耦合，系统的运行方式灵活多样，在对微能源网规划的过程中不但要考虑系统的运行方式，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含多种清洁能源微能源网多目标随机规划方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤1，根据微能源网运行策略构建微能源网的关键设备模型；/n步骤2，分析微能源网中的不确定性因素，并构建不确定因素模型；/n步骤3，结合微能源网的关键设备模型和不确定因素模型，以微能源网的全生命周期成本和碳排放量为目标函数，以微能源网的确定性约束和机会约束为约束条件，建立微能源网的多目标随机规划模型；/n步骤4，使用NSGA-II算法对微能源网的多目标随机规划模型进行求解，得到最佳的规划方案。/n

【技术特征摘要】
1.一种含多种清洁能源微能源网多目标随机规划方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，根据微能源网运行策略构建微能源网的关键设备模型；
步骤2，分析微能源网中的不确定性因素，并构建不确定因素模型；
步骤3，结合微能源网的关键设备模型和不确定因素模型，以微能源网的全生命周期成本和碳排放量为目标函数，以微能源网的确定性约束和机会约束为约束条件，建立微能源网的多目标随机规划模型；
步骤4，使用NSGA-II算法对微能源网的多目标随机规划模型进行求解，得到最佳的规划方案。


2.根据权利要求1所述的一种含多种清洁能源微能源网多目标随机规划方法，其特征在于，在步骤1中，根据微能源网运行策略构建微能源网的关键设备模型，微能源网包括风力发电设备、太阳能发电设备、微型燃气轮机、电储能设备、电转氢设备和制冷制热设备，关键设备模型具体包括：
风力发电设备输出功率的模型表示为：



式中，、、分别为切入风速、额定风速、切出风速；为风力发电设备的额定功率；为风机功率；为风速；
太阳能发电设备的输出功率的模型表示为：



式中，为太阳能发电设备的发电功率；为光照强度；为参考光照强度；为参考温度；为参考条件下太阳能发电设备的发电功率；为温度功率系数,为温度；
微型燃气轮机的输出功率的模型表示为：






式中，为微型燃气轮机发电功率，为发电效率，为产热效率，为天然气的消耗速率，为产热功率；
电储能设备的模型表示为：









式中，为t时刻储能设备的电量，与分别为充电效率与放电效率，与分别为充电功率与放电功率，为储能设备的荷电状态，为额定容量，为自放电系数；
电转氢设备的模型表示为：






式中，和分别为氢气、氧气的产出速率，为电转氢设备的电功率，为转换效率；
微能源网中的制冷制热设备包括地源热泵、吸收式制冷机和燃气锅炉；
地源热泵的模型表示为：






式中，为制热功率，为制热模式下的电功率，为制冷功率，为制冷模式下的电功率，为制热能效比，为制冷能效比；
吸收式制冷机的模型表示为：



式中，为制冷功率，为性能系数，为热耗能；
燃气锅炉的模型表示为：



式中，为燃气锅炉制热功率，为燃气锅炉效率，为天然气的消耗率；
引入电制冷比和电制热比作为优化变量，经过优化使微能源网的运行成本达到最优，其中，电制冷比和电制热比的模型表示为：






式中，为总制冷功率；为总制热功率；
吸收式制冷机与燃气锅炉的模型分别表示为：



式中，为总制冷功率；为总制热功率；为吸收式制冷机制冷功率；为燃气锅炉制热功率；
在微能源网运行策略下，微能源网运行需满足冷、热、电功率平衡约束，冷、热、电功率平衡约束的模型表示为：









式中，为t时刻损失电功率，为t时刻总的电功率。


3.根据权利要求1所述的一种含多种清洁能源微能源网多目标随机规划方法，其特征在于，在步骤2中，分析微能源网中的不确定性因素，并构建不确定因素模型，具体表示为：
风力发电设备的输出功率采用威布尔分布拟合实际风速分布情况，其概率密度函数可表示为：



式中，k为形状参数；c为尺度参数；
太阳能发电设备的输出功率采用Beta分布拟合实际光照强度分布情况，其概率密度函数可表示为：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：何伟，熊俊杰，熊华强，赵伟哲，李佳，何昊，谢国强，王冠南，黄扬琪，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36