多场景适应多能设备组合的园区电热实时调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种多场景适应多能设备组合的园区电热实时调度方法及系统，根据多能园区的实际运行情况得到设备参数表；选择不同的电设备和热设备供多能园区实际运行使用；获取对应各类型设备的当前实际运行状态和实时运行数据，根据当前所处的运行时段数，获取多时间尺度中日前调度或滚动调度计算所得到的调度参考值；根据调度参考值以及多能园区当前内部各设备的运行工况，对多能园区实际上线运行的设备进行元件建模，采用启发式算法得到多能园区各设备的实时调度控制结果；将多能园区实时调度结果中各类设备的调度修正量和功率参考值实现全天单时段设备的调度控制。保障区域电热综合能源系统中设备的灵活可组合，并能可靠稳定运行。靠稳定运行。靠稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
多场景适应多能设备组合的园区电热实时调度方法及系统


[0001]本专利技术属于能源互联网
，具体涉及一种多场景适应多能设备组合的园区电热实 时调度方法及系统。

技术介绍

[0002]在经济、人口增长和环境压力不断增长的背景下，能源发展已经成为一个世界性的问题。 如何促进能源结构转型、提高可再生能源消纳率受到了世界各国的共同关注。
[0003]近年来，我国能源行业发展迅速，尤其是在可再生能源方面，中国的风力发电和光伏发 电装机容量均已成为世界第一，但消纳问题突出，单纯依靠某类能源将无法避免陷入困境， 因此需要充分利用多种能源，从能源生产侧到供给侧进行统筹考虑，发挥多种能源的优势互 补效应。能源互联网的概念便应运而生，能源互联网是一种互联网与能源生产、传输、存储、 消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态。作为能源互联网的物理载体，综合能源 系统集成了多种不同的能源为用户供能，是我国能源系统研究和发展的重点方向。
[0004]综合能源系统中的园区多能源系统是其重要支撑节点，包含了电、气、热、冷等多个能 源网络，且多种能源的供应形式呈现分布式和智能化，在推进能源结构转型，加速可再生能 源消纳和发展的方向上有着巨大的潜力，区域综合能源系统随着不断地发展，逐渐形成了参 与主体多样化、多能高度耦合的新形态，这不仅将显著影响能源网络的架构和布局，同时还 将改变其运行特性，进而对区域综合能源系统的调度、控制机理产生深刻影响。
[0005]与传统的电力系统相比，多能园区在供给侧具有较大的灵活性。同时，园区内用户侧蕴 藏着较大的灵活可调能力，利用多种互补特性调节用户侧的用能结构可以提高用户参与需求 响应的能力。多能互补的综合能源系统从能源的生产、传输、存储、利用等方面建立了多种 能源的互补关系，形式多样，内容丰富。
[0006]区域综合能源系统的优化调度模块是其核心功能模块，通过协调区域综合能源系统内各 种可调控资源和设备，实现最小化运行成本和最大化可再生能源消纳，是目前很多学者都在 积极研究和探索的方面。而其中，由于受自然环境的影响，新能源机组功率输出有着随机波 动的特点，难以准确预测，加之负荷功率的随机性，使得多能园区在实时运行过程中可能存 在计划外的瞬时功率波动，导致公共连接点的功率偏差偏离计划运行点。因此，在日前调度 的基础上，采用一种适应多场景设备灵活组合的实时调度方法，能够确保多能园区始终持续 稳定运行。
[0007]而在区域综合能源系统中，电、热综合能源系统的核心是实现可再生能源的消纳和集中 供热系统的综合调控。区域电热综合能源系统作为综合能源系统的重要内容，在多能源的利 用方面有独特优势。一方面，热电联产机组相比于常规火电机组热效率高，提高了能源的利 用效率。另一方面，电能与热能的物理特性较为相似，互补性强，电热系统的互联有利于实 现新能源电力消纳的不断增长。热力系统模型作为电热互补特性的集中体现，是电热联合调 度的优势所在。目前主流研究从热力系统结构和热能物理特性出发，探究热
能传输、消耗的 过程并建立各环节模型，通过热力学变量，构成联合调度框架下的热力系统模型。但目前电 热联合系统缺乏合理完善的调度方法，因此，电热联合调度模型的完善与优化有着较为突出 的现实意义。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种多场景适应多能 设备组合的园区电热实时调度方法及系统，保障区域电热综合能源系统中设备的灵活可组合， 并能可靠稳定运行。
[0009]本专利技术采用以下技术方案：
[0010]多场景适应多能设备组合的园区电热实时调度方法，包括以下步骤：
[0011]S1、根据多能园区的实际运行情况，从可控设备中进行设备选择及所选设备的静态参数 配置得到设备参数表；
[0012]S2、根据步骤S1获得的设备参数表对当前多能园区实际上线运行的场景进行判断，选 择不同的电设备和热设备供多能园区实际运行使用；
[0013]S3、根据步骤S2所选择的不同电设备和热设备，获取对应各类型设备的当前实际运行 状态和实时运行数据，根据当前所处的运行时段数，获取多时间尺度中日前调度或滚动调度 计算所得到的调度参考值；
[0014]S4、根据步骤S3得到的调度参考值以及多能园区当前内部各设备的运行工况，对多能 园区实际上线运行的设备进行元件建模，通过计算各个元件的上下调节容量，采用启发式算 法得到多能园区各设备的实时调度控制结果；
[0015]S5、将步骤S4得到的多能园区实时调度结果中各类设备的调度修正量和功率参考值实 现全天单时段设备的调度控制。
[0016]具体的，步骤S1中，从可控设备中选择的设备包括光伏、储能、V2G充电桩、CHP机 组、空气源热泵、蓄热罐和中央空调；元件的静态参数包括：光伏的装机容量；储能的额定 容量、最大最小荷电状态、最大最小充放电功率和充放电效率；V2G充电桩的容量和接头数 量；CHP机组的装机容量、最大最小技术出力、上下爬坡速率、最短开停机时间、电热功率 效率、功率损失系数；空气源热泵的装机容量、上下爬坡速率和能效比；蓄热罐的最大最小 蓄热容量、最大最小充放热功率、充放热效率和热损失因子；中央空调的额定频率、额定功 率、额定制冷功率、最小控制系数和功率
‑
频率系数。
[0017]具体的，步骤S2中，对当前多能园区实际上线运行的场景进行判断，场景包括夏季和 冬季两种，通过对当前场景进行判断，得到具体园区上线运行的电设备和热设备种类，在夏 季，运行的电设备包括：光伏、储能、V2G充电桩和中央空调，光伏、储能、V2G充电桩 和中央空调与联络线共同实现多能园区的电功率平衡，中央空调负责制冷调节建筑物的室内 房间温度；在冬季，运行的电设备包括：光伏、储能、V2G充电桩和CHP机组；运行的热 设备包括：空气源热泵、CHP机组和蓄热罐
[0018]具体的，步骤S3中，获取当前各类型设备的实际运行状态和实时运行数据包括：光伏 的装机实时功率；储能的实时充放电功率、荷电状态；电动汽车的实时荷电状态和实时充电 负荷功率；CHP机组的实时电功率和热功率；空气源热泵的实时耗电功率和产热功率；蓄热 罐的实时蓄热量和实时充放热功率；中央空调的实时耗电功率和实时制冷量。
[0019]具体的，步骤S3中，获取多时间尺度中日前调度或滚动调度计算所得到的调度参考值 具体为：
[0020]将一天以15min为时间间隔划分成了96点，并计算当天96点各实际上线运行设备的计 划出力，同时在当日整点时段进行日内滚动调度修正日前的调度计划，确定整点之后的设备 调度计划，供多能园区实时调度进行参考，在调度参考值的基础上，修正设备的实际出力， 使得多能园区能够时刻保持在稳定运行状态。
[0021]具体的，步骤S4中，对多能园区实际上线运行的设备进行元件建模具体为：实时调度 开始后，分别计算出设备的上下调节容量，并根据联络线功率偏差值所得到的电功率偏差和 房间温度偏差值所计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多场景适应多能设备组合的园区电热实时调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据多能园区的实际运行情况，从可控设备中进行设备选择及所选设备的静态参数配置得到设备参数表；S2、根据步骤S1获得的设备参数表对当前多能园区实际上线运行的场景进行判断，选择不同的电设备和热设备供多能园区实际运行使用；S3、根据步骤S2所选择的不同电设备和热设备，获取对应各类型设备的当前实际运行状态和实时运行数据，根据当前所处的运行时段数，获取多时间尺度中日前调度或滚动调度计算所得到的调度参考值；S4、根据步骤S3得到的调度参考值以及多能园区当前内部各设备的运行工况，对多能园区实际上线运行的设备进行元件建模，通过计算各个元件的上下调节容量，采用启发式算法得到多能园区各设备的实时调度控制结果；S5、将步骤S4得到的多能园区实时调度结果中各类设备的调度修正量和功率参考值实现全天单时段设备的调度控制。2.根据权利要求1所述的多场景适应多能设备组合的园区电热实时调度方法，其特征在于，步骤S1中，从可控设备中选择的设备包括光伏、储能、V2G充电桩、CHP机组、空气源热泵、蓄热罐和中央空调；元件的静态参数包括：光伏的装机容量；储能的额定容量、最大最小荷电状态、最大最小充放电功率和充放电效率；V2G充电桩的容量和接头数量；CHP机组的装机容量、最大最小技术出力、上下爬坡速率、最短开停机时间、电热功率效率、功率损失系数；空气源热泵的装机容量、上下爬坡速率和能效比；蓄热罐的最大最小蓄热容量、最大最小充放热功率、充放热效率和热损失因子；中央空调的额定频率、额定功率、额定制冷功率、最小控制系数和功率
‑
频率系数。3.根据权利要求1所述的多场景适应多能设备组合的园区电热实时调度方法，其特征在于，步骤S2中，对当前多能园区实际上线运行的场景进行判断，场景包括夏季和冬季两种，通过对当前场景进行判断，得到具体园区上线运行的电设备和热设备种类，在夏季，运行的电设备包括：光伏、储能、V2G充电桩和中央空调，光伏、储能、V2G充电桩和中央空调与联络线共同实现多能园区的电功率平衡，中央空调负责制冷调节建筑物的室内房间温度；在冬季，运行的电设备包括：光伏、储能、V2G充电桩和CHP机组；运行的热设备包括：空气源热泵、CHP机组和蓄热罐。4.根据权利要求1所述的多场景适应多能设备组合的园区电热实时调度方法，其特征在于，步骤S3中，获取当前各类型设备的实际运行状态和实时运行数据包括：光伏的装机实时功率；储能的实时充放电功率、荷电状态；电动汽车的实时荷电状态和实时充电负荷功率；CHP机组的实时电功率和热功率；空气源热泵的实时耗电功率和产热功率；蓄热罐的实时蓄热量和实时充放热功率；中央空调的实时耗电功率和实时制冷量。5.根据权利要求1所述的多场景适应多能设备组合的园区电热实时调度方法，其特征在于，步骤S3中，获取多时间尺度中日前调度或滚动调度计算所得到的调度参考值具体为：将一天以15min为时间间隔划分成了96点，并计算当天96点各实际上线运行设备的计划出力，同时在当日整点时段进行日内滚动调度修正日前的调度计划，确定整点之后的设备调度计划，供多能园区实时调度进行参考，在调度参考值的基础上，修正设备的实际出力，使得多能园区能够时刻保持在稳定运行状态。
6.根据权利要求1所述的多场景适应多能设备组合的园区电热实时调度方法，其特征在于，步骤S4中，对多能园区实际上线运行的设备进行元件建模具体为：实时调度开始后，分别计算出设备的上下调节容量，并根据联络线功率偏差值所得到的电功率偏差和房间温度偏差值所计算得到的热功率偏差，依次调用每个可控设备，补齐偏差，最终得到各设备的调度修正量以及调度后的实际运行功率值；夏季的可控设备包括光伏、储能、V2G充电桩和中央空调；冬季的可控设备包括光伏、储能、V2G充电桩设备、CHP机组、空气源热泵和蓄热罐。7.根据权利要求6所述的多场景适应多能设备组合的园区电热实时调度方法，其特征在于，夏季，光伏出力的向上、向下调节容量别为：在于，夏季，光伏出力的向上、向下调节容量别为：在于，夏季，光伏出力的向上、向下调节容量别为：在于，夏季，光伏出力的向上、向下调节容量别为：其中，N
PV
表示光伏电站的总数量，表示t时段第i个光伏电站日前的预测出力，表示t时段第i个光伏电站的实时出力，表示t时段第i个光伏电站的实时向上调节容量，表示t时段所有光伏电站的实时向上调节容量，表示t时段第i个光伏电站的实时向下调节容量，表示t时段所有光伏电站的实时向下调节容量；实时向上、向下调节容量为：实时向上、向下调节容量为：实时向上、向下调节容量为：实时向上、向下调节容量为：其中，N
ESS
表示储能设备的总数量，和分别表示t时段第i个储能装置的向上调节容量和向下调节容量，P
iESS,dis,max
和P
iESS,cha,min
分别表示第i个储能装置的最大放电功率和最大充电功率，和分别表示t时段第i个储能装置的放电功率和充电功率，表示第i个储能装置的电池容量，表示第i个储能装置的实时荷电状态，
和分别表示第i个储能装置的最大荷电状态和最小荷电状态，和分别表示第i个储能装置的放电效率和充电效率，表示实时调度时间间隔，和分别表示t时段所有储能装置的向上调节容量和向上调节容量；V2G充电桩的向上、向下调节容量分别为：V2G充电桩的向上、向下调节容量分别为：V2G充电桩的向上、向下调节容量分别为：V2G充电桩的向上、向下调节容量分别为：其中，N
EV
表示V2G电动汽车的总数量，和分别表示t时段第i个V2G电动汽车的向上调节容量和向下调节容量，表示t时段第i个V2G电动汽车的实时接入状态，表示t时段第i个V2G电动汽车的实时放电状态，P
iEV,dis,max
和P
iEV,cha,min
分别表示第i个V2G电动汽车的最大放电功率和最大充电功率，和分别表示t时段第i个V2G电动汽车的放电功率和充电功率，表示第i个V2G电动汽车的电池容量，表示第i个V2G电动汽车的实时荷电状态，和分别表示第i个V2G电动汽车的最大荷电状态和最小荷电状态，和分别表示第i个V2G电动汽车的放电效率和充电效率，表示实时调度时间间隔，和分别表示t时段所有V2G电动汽车的向上调节容量和向上调节容量；空调的向上调节容量为：空调的向上调节容量为：空调的向上调节容量为：空调的向上调节容量为：空调的向上调节容量为：
elseelseelseelseelse空调的向下调节容量为：空调的向下调节容量为：空调的向下调节容量为：空调的向下调节容量为：空调的向下调节容量为：空调的向下调节容量为：其中，N
RM
和N

【专利技术属性】
技术研发人员：王建学，薛霖，齐捷，王建臣，王玮，张斌，
申请(专利权)人：西安西瑞控制技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：