一种基于多站融合的综合能源系统优化配置方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于多站融合的综合能源系统优化配置方法，包括以下步骤：构建融合变电站、数据中心站、储能站和新能源站的综合能源系统，建立各个能源转换设备的能源互补转换模型；建立双层协同规划模型；确定能源转换设备容量配置的约束条件和能源转换设备运行策略的约束条件；制定综合能源系统架构的评价指标；求解双层协同规划模型，得到最终的综合能源系统的配置和运行策略。与现有技术相比，本发明专利技术建立双层协同规划模型，上层模型以年规划总成本最小为目标，下层模型以日运行成本最小为目标，协同求解综合能源系统中能源转换设备的容量配置和运行策略，能够克服能源转换设备配置不合理而导致的成本增加和资源浪费。配置不合理而导致的成本增加和资源浪费。配置不合理而导致的成本增加和资源浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多站融合的综合能源系统优化配置方法


[0001]本专利技术涉及综合能源系统优化配置
，尤其是涉及一种基于多站融合的综合能源系统优化配置方法。

技术介绍

[0002]随着通信、计算、传感等3C技术的快速发展以及智能化、节能化的能源产业升级需求，建设以电网为骨干网架、信息能源高度融合的能源互联网成为了我国能源领域的重要建设方向。2019年年初，国家电网有限公司提出多站融合业务作为泛在电力物联网建设专项试点任务之一，多站融合是泛在电力物联网建设的基础保障，也是打造新兴业务市场，实现绿色低碳发展的重要支撑。
[0003]“多站融合”作为电力物联网实施落地的重要应用之一，将变电站、边缘数据中心站、充电站、储能站等资源进行汇聚，优化城市资源配置，提升数据感知、分析运算效率，进行负荷就地消纳，减小对电网波动，提高系统的安全稳定运行。多站融合的核心思想是基于变电站在能源汇集传输和转换利用中的枢纽作用，通过对变电站、储能站、数据中心等关键设施资源的合理整合，实现能量流、数据流、业务流的“三流合一”。
[0004]目前对于“多站融合”本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多站融合的综合能源系统优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：构建综合能源系统，所述综合能源系统融合变电站、数据中心站、储能站和新能源站，获取综合能源系统中待配置的能源转换设备，建立各个能源转换设备的能源互补转换模型；建立双层协同规划模型，所述双层协同规划模型用于求解能源转换设备的容量配置及运行策略；确定能源转换设备容量配置的约束条件和能源转换设备运行策略的约束条件；制定综合能源系统架构的评价指标；基于能源互补转换模型、约束条件和评价指标求解双层协同规划模型，得到各个能源转换设备的容量配置和运行策略，得到最终的综合能源系统的配置和运行策略。2.根据权利要求1所述的一种基于多站融合的综合能源系统优化配置方法，其特征在于，所述能源转换设备包括热泵、电制冷机、吸收式制冷机、蓄热装置、储能装置和新能源站发电设备，所述新能源站发电设备包括光伏以及风力发电机，其能源互补转化模型分别为：热泵的能源互补转化模型为：其中，表示t时刻热泵的输出热功率，表示t时刻热泵消耗的电功率，δ
hp
表示热泵的制热性能系数；电制冷机的能源互补转化模型为：其中，表示t时刻电制冷机的输出冷功率，表示t时刻电制冷机消耗的电功率，ψ
ec
表示电制冷机的制冷系数；吸收式制冷机的能源互补转化模型为：其中，表示t时刻吸收式制冷机的输出冷功率，表示t时刻吸收式制冷机消耗的热功率，ψ
ac
表示吸收式制冷机的制冷系数；蓄热装置的能源互补转化模型为：其中，分别表示t时刻蓄热装置的储热功率和放热功率，分别表示蓄热装置的储热效率和放热效率，Q
h，t+1
、Q
h，t
分别表示t+1时刻蓄热装置的储备热能和t时刻蓄热装置的储备热能，ε表示蓄热装置的自损耗系数，Δt表示调度时间段间隔；储能装置的能源互补转化模型为：
其中，SOC(t)表示t时刻储能装置的荷电状态，δ表示储能装置的自放电系数；P
CES
、P
DES
分别表示储能装置的充电功率和放电功率，η
CES
、η
DES
分别表示储能装置的充电效率和放电效率，E
soc.st
表示储能装置的额定容量，Δt表示调度时间段间隔；光伏的能源互补转化模型为：其中，P
pv
表示光伏发电功率大小，P
st.max
表示光伏在标准实验条件下的最大测试功率，E
s
表示光照强度，E
s.st
表示标准实验条件下的光照强度，k表示功率温度系数，T
o
表示电池板的实际温度，T
st
表示电池板在标准实验条件下的温度；风力发电机的能源互补转化模型为：其中，P
wt
表示风力发电机的输出功率，P
r
表示风力发电机的额定功率，v表示风力发电机组的实际风速，v
ci
、v
co
、v
r
分别表示风力发电机的切入风速、切出风速和额定风速。3.根据权利要求2所述的一种基于多站融合的综合能源系统优化配置方法，其特征在于，所述双层协同规划模型的上层模型以综合能源系统年规划总成本f最小为目标，上层模型的目标函数为：min(f)＝min(f1+f2)其中，f表示综合能源系统的年规划总成本，f1和f2分别表示投资成本和运维成本。4.根据权利要求3所述的一种基于多站融合的综合能源系统优化配置方法，其特征在于，使用i＝1、2、3、4、5、6、7分别表示能源转换设备为风力发电机、光伏、热泵、电制冷机、吸收式制冷机、储能装置、蓄热装置，则投资成本f1为：其中，w
i
表示所有的类型为i的能源转换设备集合，C
fij
表示类型为i的能源转换设备j的初始投资成本，C
rij
表示类型为i的能源转换设备j的折旧成本，R
ij
表示类型为i的能源转换设备j的资本回收系数，a
ij
表示类型为i的能源转换设备j的数量，σ
ij
表示类型为i的能源转换设备j的运行状态，取值为0或1；资本回收系数R
ij
的表达式为：其中，r表示贴现率，n
ij
表示类型为i的能源转换设备j的使用寿命；使用k＝1、2、3、4分别表示一年的四个季节，则运维成本f2为：
其中，C
kij
表示类型为i的能源转换设备j在季节k的运行维护成本，Num
kij
表示类型为i的能源转换设备j在季节k的运行维护天数。5.根据权利要求2所述的一种基于多站融合的综合能源系统优化配置方法，其特征在于，所述双层协同规划模型的下层模型以综合能源系统日运行成本f
day
最小为目标，下层模型的目标函数为：min(f
day
)＝min(f3+f4+f5)其中，f
day
表示综合能源系统的日运行成本，f3、f4、f5分别表示购电成本、弃风弃光惩罚成本和负荷中断成本。6.根据权利要求5所述的一种基于多站融合的综合能源系统优化配置方法，其特征在于，购电成本f3为：f3＝C
buy.t
P
buy.t
‑
C
sell.t
P
sell.t
其中，C
buy.t
表示综合能源系统的购电电价，P
buy.t
表示综合能源系统的购电电量，C...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐跃中，周华，高洁，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：