一种园区级多能互补系统优化调度方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种园区级多能互补系统优化调度方法，根据实测信息和预测信息，结合典型工况，通过多时间尺度优化调度生成系统的运行计划曲线，并以综合成本最低为目标获得优化调度结果，并以综合能效指标对优化调度的结果进行评价，确定优化参数的合理性。当通过调整优化参数难以达到指标要求时，进一步给出系统配置参数的调整建议。本发明专利技术旨在解决园区级多能互补系统在不断增容和扩建过程中优化调度的实施问题，能够根据园区的实时规模及可预见的改造工程，借助半实物化模型，灵活调整优化对象，提高优化结果的合理性与调度实施的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种园区级多能互补系统优化调度方法及装置
本专利技术属于综合能源调度
，具体涉及一种园区级多能互补系统优化调度方法，还涉及一种园区级多能互补系统优化调度装置。
技术介绍
以园区为代表的区域级能源系统是促进可再生能源就地消纳、提高能源综合利用效率、实现节能减排目标的有效实施途径。目前，多数园区的能源供应结构虽然已经实现了“多能供应”，但各个能源子系统之间还达不到“优化互补”的效果，能源监控不到位、能源调度手段粗放、用能管理方式单一是导致能源利用效率低下、“多而不补”的根本原因。考虑了多能流、多时间尺度特性的优化调度是园区能源系统实现多能优势互补、运行计划优化、综合能效提升的核心环节。在综合能源服务市场环境下，针对多能互补系统优化运行的研究在基础理论方面已取得初步进展，工程实际应用也取得了一定的成果，但仍存在：1)能源信息采集系统覆盖率低、自动化水平差，能源数据碎片化、分散化，难以为系统的优化调度提供支撑。2)研究倾向于复杂系统的精确建模与优化算法的先进建设，忽略了模型自身与算法参数的合理性与可落地性。基于此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种园区级多能互补系统优化调度方法，其特征是，包括以下过程：/n采集园区级多能互补系统中供能设备和储能设备的基本数据；/n采集园区内新能源设备和各类负荷的历史数据，预测未来新能源设备的出力计划曲线以及各类负荷的日变化曲线；/n基于采集的基本数据和预测的数据，结合系统中各设备的等效模型，以综合成本最低为优化目标且满足约束条件下，按照日前优化、日内优化、实时优化的顺序依次优化调度得到系统中可调度设备的多时间尺度优化调度结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种园区级多能互补系统优化调度方法，其特征是，包括以下过程：
采集园区级多能互补系统中供能设备和储能设备的基本数据；
采集园区内新能源设备和各类负荷的历史数据，预测未来新能源设备的出力计划曲线以及各类负荷的日变化曲线；
基于采集的基本数据和预测的数据，结合系统中各设备的等效模型，以综合成本最低为优化目标且满足约束条件下，按照日前优化、日内优化、实时优化的顺序依次优化调度得到系统中可调度设备的多时间尺度优化调度结果。


2.根据权利要求1所述的一种园区级多能互补系统优化调度方法，其特征是，所述供能设备包括燃气轮机、余热锅炉、燃气锅炉、光热锅炉、光伏、风机、水源热泵和汽-水换热器；所述储能设备包括蓄电池、高温储汽、低温储热；所述负荷包括供暖负荷、蒸汽负荷和电力负荷。


3.根据权利要求2所述的一种园区级多能互补系统优化调度方法，其特征是，所述供能设备和储能设备的基本数据包括：燃气轮机的输出电功率、发电效率和天然气消耗量，燃气锅炉、余热锅炉、水源热泵以及汽-水换热站的输出热功率、制热系数和热效率，储能设备中蓄电池、高温储汽以及低温储热的储能容量、能量损失系数、输入输出功率、充放能状态和充放能效率。


4.根据权利要求1所述的一种园区级多能互补系统优化调度方法，其特征是，所述采集园区内新能源设备和各类负荷的历史数据，预测未来新能源设备的出力计划曲线以及各类负荷曲线，包括：
获取新能源设备和各类负荷预测所需的历史数据以及与待预测参数相关的影响因素信息；
利用灰色关联度分析法确定待预测参数与各影响因素间的关系强弱，选取关联度较大的影响因素作为预测算法的输入；
采用神经网络进行建模预测，得到新能源设备和各类负荷预测结果；
根据参数实测值统计预测误差，根据预测误差对神级网络模型进行滚动修正；
采用训练后的神经网络预测未来新能源设备的出力计划曲线以及各类负荷的日变化曲线。


5.根据权利要求1所述的一种园区级多能互补系统优化调度方法，其特征是，所述系统中各设备的等效模块，包括：
热电联产机组等效模型：



式中：FCHP(t)、PGT(t)和SHRSG(t)分别为t时刻热电联产机组的燃气消耗速率、输出电功率和输出热功率；VL为燃气低位发热量；ηGT、ξGT和ηREC分别为燃气轮机的发电效率、散热损失系数以及余热回收效率；copHRSG为制热系数；T1、T2和T0分别为余热烟气进、出余热锅炉的温度以及环境温度；
燃气锅炉等效模型：
SGB(t)＝FGB(t)×VL×ηGB
式中：FGB(t)、SGB(t)分别为t时刻燃气锅炉的燃气消耗速率和输出热功率；ηGB为燃气锅炉的热效率；
水源热泵等效模型：
HHP(t)＝copHP×PHP(t)
式中：PHP(t)、HHP(t)分别为t时刻水源热泵消耗的电功率与制热功率；copHP为水源热泵的制热系数；
汽-水换热设备等效模型：
HSW(t)＝SSW(t)×ηSW
式中：SSW(t)、HSW(t)分别为t时刻汽-水换热设备的输入、输出热功率；ηSW为汽-水换热设备的换热系数；
电、汽、热储能设备等效模型：
蓄电池、高温储汽和低温蓄热三种储能设备均需要满足能量充放、储能容量等约束条件，可用广义动态模型表示为：



式中：Ces,j(t)、Ces,j(t-1)分别为第j种储能设备在t时刻与t-1时刻储能设备的储能容量；ξes,j为第j种储能设备的能量损失系数；分别为第j种储能设备在t时刻的输入、输出功率；分别为第j种储能设备在t时刻的充放能状态和充放能效率，Δt为单位调度时段。


6.根据权利要求5所述的一种园区级多能互补系统优化调度方法，其特征是，所述以综合成本最低为优化目标且满足约束条件，包括：
系统的综合成本包括经济成本、运行成本和环境成本，其目标函数F为：
F＝F1+F2+F3
式中：F1、F2、F3分别为系统的经济成本、运行成本和环境成本；
经济成本包括燃气轮机和燃气锅炉消耗的燃气费用以及系统通过联络线从电网购买的电量费用，其计算模型如下：



式中：F1为经济成本，cgrid(t)、cgas分别为t时刻的分时电价与天然气价格，Pgrid(t)为t时刻从外部电网购电功率，若符号为负则为售电功率，FCHP(t)、FGB(t)分别为t时刻燃气轮机和燃气锅炉的燃气消耗速率，Δt为单位调度时...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄源烽，施烨，郝飞，解凯，姜彬，陈根军，顾全，张高峰，庄怀东，林阳，王强，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32