电-热耦合的源储荷集成多能流园区运行优化方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种电‑热耦合的源储荷集成多能流园区运行优化方法，包括：建立电‑热耦合的源储荷集成多能流园区运行优化模型，包括：确定优化模型的约束条件；确定优化模型的目标函数；所述确定优化模型的约束条件包括：以热电联产机组作为系统内主要出力机组，以电锅炉作为电热转换装置，并通过外部电网补充能量缺口，建立源侧元件模型；以电池和储热罐分别作为电储能装置和热储能装置，建立储能侧元件模型；建立建筑等效热参数模型运行约束；结合消纳分布式光伏的出力，建立园区电热能量平衡约束；所述优化模型的目标函数为多能流园区能源系统的运行耗费最低；初始化模型求解参数，求解源储荷电热协同优化调度模型，得到调度策略。

【技术实现步骤摘要】
电-热耦合的源储荷集成多能流园区运行优化方法及系统
本专利技术属于电力系统运行控制
，特别涉及一种电-热耦合的源储荷集成多能流园区运行优化方法。
技术介绍
在能源生产方面，提高可再生能源消纳是能源结构调整的重要措施；在能源消费方面，建筑作为能源消费主体，需要兼顾经济运行和用户的舒适度需求；在能源的存储与转化方面，合理利用多种储能装置进行调峰是实现园区运行灵活性的重要保证。传统园区的能量管理多采用解列方式的运行，电气、热力系统之间的运行相互独立，其系统的运行灵活性很差，很难实现系统经济运行；常规的多能流园区的运行规则较为简单，多采用“以电定热”(以供电负荷的大小来确定发热量的运行方式)、“以热定电”(以供热负荷的大小来确定发电量的运行方式)、“并网不上网”(并网就是指发出的电要借用电网的网路，不上网就是指这些上到电网的电量只能厂里自己消耗掉,不能向外部的电网输出)等基本的运行模式，对园区内的各类储能元件运行调控粗犷，且未能充分利用园区的各类灵活性资源。另外，在系统在运行过程中，由于可再生能源的出力存在较大的波动性和不确定性，系统很容本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电-热耦合的源储荷集成多能流园区运行优化方法，其特征在于，包括：/n建立电-热耦合的源储荷集成多能流园区运行优化模型，包括：/n确定优化模型的约束条件；/n确定优化模型的目标函数；/n所述确定优化模型的约束条件包括：/n以热电联产机组作为系统内主要出力机组，以电锅炉作为电热转换装置，并通过外部电网补充能量缺口，建立源侧元件模型；/n以电池和储热罐分别作为电储能装置和热储能装置，建立储能侧元件模型；/n建立建筑等效热参数模型运行约束；/n结合消纳分布式光伏的出力，建立园区电热能量平衡约束；/n所述优化模型的目标函数为多能流园区能源系统的运行耗费最低；/n初始化模型求解参数，求解源储荷电热协同...

【技术特征摘要】
1.电-热耦合的源储荷集成多能流园区运行优化方法，其特征在于，包括：
建立电-热耦合的源储荷集成多能流园区运行优化模型，包括：
确定优化模型的约束条件；
确定优化模型的目标函数；
所述确定优化模型的约束条件包括：
以热电联产机组作为系统内主要出力机组，以电锅炉作为电热转换装置，并通过外部电网补充能量缺口，建立源侧元件模型；
以电池和储热罐分别作为电储能装置和热储能装置，建立储能侧元件模型；
建立建筑等效热参数模型运行约束；
结合消纳分布式光伏的出力，建立园区电热能量平衡约束；
所述优化模型的目标函数为多能流园区能源系统的运行耗费最低；
初始化模型求解参数，求解源储荷电热协同优化调度模型，得到调度策略。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立源侧元件模型包括：
步骤1-1-1-1：建立热电联产机组运行约束，表达式如下：












其中，(1)、(2)式中的PCHP(t),QCHP(t)分别表示t时刻的CHP的电出力和热出力；是热电联产机组出力可行域的拐点，ηk(t),k＝1,...,N为相应的组合系数；(4)式表示热电联产机组在一个时间间隔内电出力爬坡能力，ΔP分别表示爬坡能力的上下限；
步骤1-1-1-2：建立电锅炉机组运行约束，表达式如下：
QEB(t)＝ηEBPEB(t)(5)



式中，QEB(t),PEB(t)分别表示t时刻的产热功率及耗电功率，QEB(t-1)表示t-1时刻的产热功率，ηEB表示电锅炉的电热转换效率，通过消耗电能量满足热能量供给，ΔQEB分别表示电锅炉机组热功率爬坡能力的上下限；
步骤1-1-1-3：建立电网运行约束，表达式如下：



式中，Pgrid(t)表示t时刻的电网供电量，在采用并网且上网运行策略下，园区既可以从电网购电，也可以向电网售电，其值为负表示该时刻系统向电网售电，在并网不上网策略下只能从电网购电，所有时刻的取值均恒为非负。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述建立储能侧元件模型包括：
步骤1-1-2-1：建立电池模型运行约束，表达式如下：






αbc(t)·αbdc(t)＝0(10)






其中，(8)式和(9)式表示分别表示电池的充电、放电能力约束，Pbc(t),Pbdc(t)分别表示t时刻电池的充电量和放电量，Pbc分别表示电池充电能力的上下限，Pbdc分别表示电池放电能力的上下限；(10)式表示电池充放电松弛互补约束，αbc(t),αbdc(t)为0-1逻辑变量；(11)式表示的是荷电状态能量平衡约束，Eb(t)表示的是t时刻的电池荷电量，Eb(t-1)为t-1时刻的电池荷电量，γb,ηb分别表示电池荷电的自损耗率以及充放电效率，Δt表示一个时间间隔，Eb分别表示电池容量的上下限；
步骤1-1-2-2：建立储热罐模型运行约束，表达式如下：



Hhst(t)＝(1-ηhstl)Hhst(t-1)+Qhst(t)Δt(14)






式中，(13)式表示充能速率约束，Qhst(t)表示t时刻储热罐的充能速率，值为正表示蓄热，为负表示放热；Qhst分别表示储热罐的充能速率的上下限；(14)式表示的是储热状态能量平衡约束，Hhst(t)表示的是t时刻储热罐储热量，Hhst(t-1)表示t-1时刻储热罐储热量，Hhst(t)同时受t-1时刻储热罐储热量Hhst(t-1)以及t时刻的充能结果的影响，ηhstl表示储热罐每个时段的热量自损失率，Δt表示一个时间间隔；(15)式为储热罐储热量一个时间间隔内荷热变化量，(16)式为储热罐的容量约束，ΔHhst表示储热罐荷热变化量的上下限，Hhst表示储热罐容量的上下限。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，建筑等效热参数模型运行约束包括如下表达式：
Qs(t)＝cPm(Ts(t)-Tr(t))(17)
cb(Tb(t)-Tb(t-1))＝UAb(TAmb(t)-Tb(t-1))Δt+Qs(t)Δt(18)
Tr(t)＝(1-Nb)Ts(t)+NbTb(t)(19)









式中，(17)式中Qs(t)表示t时刻热源向室内...

【专利技术属性】
技术研发人员：白保华，沈欣炜，范滢，刘海天，卜令习，夏天，殷仁鹏，
申请(专利权)人：国网综合能源服务集团有限公司，清华大学，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11