一种用于综合能源系统的并网协调规划方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于综合能源系统的并网协调规划方法，包括：利用计及可靠性的配电网节点电价定价方法和IES可靠性解析计算方法建立IES并网点电价估算模型；利用该估算模型确定IES相应设备方案所对应的IES并网点电价；以IES年收益最大为总目标，建立IES系统设备双层规划模型；利用改进差分进化算法和求解器对该双层规划模型进行求解，得到IES系统最优设备规划结果。本发明专利技术还公开了一种用于综合能源系统的并网协调规划系统。本发明专利技术能够根据各自成本和责任的大小合理定价，协调利用配电网和综合能源系统的可靠性能力对综合能源系统进行规划，从而降低了配电网和综合能源系统的总体供能成本，提升了配电网设备资产利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于综合能源系统的并网协调规划方法及系统
本专利技术属于综合能源系统
，特别涉及一种用于综合能源系统的并网协调规划方法及系统。
技术介绍
为促进可再生能源消纳、提高能源利用效率，世界各国都在大力发展综合能源供能系统，旨在通过多种能源的耦合互济和梯级利用，满足用户多类型、多品位能量的需求；同时，在外部电网和气网发生故障情况下，通过内部多能源耦合提高供能可靠性，降低对外部能源网络可靠性的深度依赖，这对保障小概率事件发生下重要用户安全性具有重要意义。随着综合能源系统应用的日益广泛，末端分布式综合能源系统的供能能力和可靠性价值会逐步提高，在此情况下电网售电量减少，如果对并网点供电可靠性要求不变，将大大降低电网设备利用率，最终导致整体电价的上涨。如何协调利用电网和末端分布式综合能源系统可靠性能力，并以此为基础开展综合能源系统并网协调规划成为亟待解决的问题，关乎于未来能源市场机制的制定以及整个能源系统的安全和经济。现有综合能源系统研究对象主要有多区域系统、区域系统和末端系统三类。其中，末端系统因其可以就地满足用户需求，促进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于综合能源系统的并网协调规划方法，该方法包括以下步骤：/n利用计及可靠性的配电网节点电价定价方法和IES可靠性解析计算方法建立IES并网点电价估算模型；/n利用所述IES并网点电价估算模型确定IES相应设备方案所对应的IES并网点电价；/n以IES年收益最大为总目标，建立上层设备优化配置和下层系统优化运行的IES系统设备双层规划模型；/n利用改进差分进化算法和求解器对所述IES系统设备双层规划模型进行求解，得到IES系统最优设备规划结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于综合能源系统的并网协调规划方法，该方法包括以下步骤：
利用计及可靠性的配电网节点电价定价方法和IES可靠性解析计算方法建立IES并网点电价估算模型；
利用所述IES并网点电价估算模型确定IES相应设备方案所对应的IES并网点电价；
以IES年收益最大为总目标，建立上层设备优化配置和下层系统优化运行的IES系统设备双层规划模型；
利用改进差分进化算法和求解器对所述IES系统设备双层规划模型进行求解，得到IES系统最优设备规划结果。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计及可靠性的配电网节点电价定价方法是基于长期增量成本法的，包括以下步骤：
根据第y年的适切馈线率和配电网年负荷增长率获得第y+1年的适切馈线率qy+1；
根据第y年、第y+1年的适切馈线率以及负荷节点i在第y年的平均停电时间Ui,y，获得节点i在第y+1年的平均停电时间Ui,y+1；
其中，上述第y+1年的适切馈线率qy+1和节点i在第y+1年的平均停电时间Ui,y+1不应达到系统元件投资条件；
根据达到投资条件的年份yend确定负荷节点i引发投资的年份Ti；
根据所述负荷节点i年成本Ai,y、负荷节点i引发投资的年份Ti获得考虑负荷增长率的等效初始年平均停电时间Ui,Δ；
根据负荷节点i年成本Ai,y、考虑负荷增长率的负荷节点i等效初始年平均停电时间Ui,Δ和节点i在原有负荷基础上注入的单位功率ΔDin获得该节点新增注入单位功率后引发的投资时间Ti,inject；
根据负荷节点i引发投资的年份Ti以及负荷节点i所在配电系统总成本得到节点i注入单位功率前的投资成本现值CPV,i；
根据节点i新增注入单位功率后引发的投资时间Ti,inject以及负荷节点i所在配电系统总成本得到节点i新增注入单位功率后的投资成本现值CPV,i,inject；
根据所述节点i新增注入单位功率前的投资成本现值CPV,i和节点i新增注入单位功率后的投资成本现值CPV,i,inject得到配电网节点电价λi。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述并网点电价估算模型是通过以下子步骤获得的：
建立IES并网点可靠性评估模型以确定IES相应设备方案下的IES并网点可靠性水平；
利用所述配电网节点电价λi和单位电能成本δ，计算配电网相应节点的可靠性水平下的配电网节点销售电价；
利用所述IES并网点可靠性水平下的配电网节点销售电价对IES并网点电价pri进行估算，获得所述并网点电价估算模型。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述IES并网点可靠性评估模型是通过以下子步骤建立的：
采用ISODATA聚类方法对源荷场景进行聚类，以确定各典型源荷场景及其概率；
根据IES元件两状态模型和IES各故障场景获得IES各故障场景的概率；
根据IES系统的能源耦合供给关系，采用故障模式影响分析法确定各源荷场景与IES故障场景的组合场景的故障后果；
将平均供能可用率和缺供能量期望作为IES的售能可靠性指标；
根据所述IES的售能可靠性指标以及多能用户用能可靠性要求确定IES的购能可靠性指标。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述IES系统设备双层规划模型包括上层容量配置模型和下层运行优化模型；
其中，所述上层容量配置模型以IES运营商的总收益等年值最大为目标，以用户对相应能源的用能可靠性要求为约束条件建立的；
所述下层运行优化模型以IES运营商单日运营收益最高为目标，以能量转换约束条件、能量平衡约束条件、设备出力约束条件和储能运行约束为约束条件建立的。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述上层容量配置模型的目标函数为：
maxf＝Rprofit-Cinvest
Cinvest＝Cinv+Cop-Cres






式中，f是IES运营商的总收益等年值；Rprofit为IES运营商年运营净收益，Cinvest为IES运营商全寿命周期建设投资年折算成本；Cinv为设备投资成本，Cop为运行维护成本，Cres为设备残值；
Ntype为IES系统设备的种类数，共6种待规划设备，z＝1,2,...,6分别表示CCHP(冷热电联产系统)、EC(电制冷设备)、EH(电-热设备)、ES(电储能)、HS(热储能)、CS(冷储能)；Kz为第z类设备的单位容量建设成本；Sz为第z类设备的配置容量；d为贴现率；lIES为IES系统设备的寿命期望值；c表示典型日场景；为某种典型日的日运营收益；daysc为各典型日天数。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：高雪倩，刘文霞，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11