一种能源站热电解耦系统的设备容量配置方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种能源站热电解耦系统的设备容量配置方法及系统，包括数据采集模块、计算模块、优化模块和判断模块，数据采集模块获取待建能源站辖区的能源网信息；计算模块计算得到能源站选址定容规划方案；及规划方案中能量供需关系评价指标；并对能源站内部设备进行容量配置；判断模块判断能量供需关系评价指标是否达到最优，达到计算模块对能源站内部设备进行容量配置；未达到则反馈优化模块优化能源站的选址定容。统一站址优化选择与容量优化配置，通过在选址定容后考虑容量配置对于选址的影响，优化能源站的选址，使能源站的能效比达到最优，促进新能源就地消纳，降低碳排放，保障区域能源网高效稳定运行。障区域能源网高效稳定运行。障区域能源网高效稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种能源站热电解耦系统的设备容量配置方法及系统


[0001]本专利技术涉及能源站建设，具体是涉及一种能源站热电解耦系统的设备容量配置方法及系统。

技术介绍

[0002]容量配置是基于已知的能源站总容量，对其内部关键设备，如热电联产机组等，进行合理容量分配，使能源站的能效比达到最优。
[0003]目前，定址和配容被广泛理解为两个独立的规划内容。但是基于热电解耦的能源站容量配置，在寻求自身能效比最优的同时，会间接影响能源互联网的经济性和可靠性，从而改变站址选择，独立规划能源站的定址和配容无法使能源站的能效比达到最优。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对以上缺点，本专利技术提供一种统一站址优化选择与容量优化配置的能源站热电解耦系统的设备容量配置方法及系统。
[0005]本专利技术采用一种能源站热电解耦系统的设备容量配置方法，包括以下步骤：
[0006](1)获取待建能源站辖区的能源网信息；
[0007](2)根据获取的能源网信息对能源站进行选址定容规划，得到能源站的规划方案；
[0008](3)基于能源站的规划方案，计算能源站辖区内的能量供需关系，得到能源站辖区内能量供需关系评价指标的评分值；
[0009](4)确定最优的评分值，并判断计算得到的评分值是否达到最优：如果达到最优则进行步骤(6)；
[0010](5)基于规划方案中的定容结果以及热电解耦模型，以能源站经济成本最低、风电/光伏消纳率最高为优化目标，对能源站内部设备进行容量配置。r/>[0011]进一步的，，所述步骤(4)中，如果得到的能源站辖区内能量供需关系评价指标的评分值未达到最优，则根据得到的评分值优化能源站的选址定容，得到优化后的规划方案，再返回步骤(3)。
[0012]进一步的，步骤(3)中的能量供需关系评价指标为当前簇内能量供需平衡度，计算公式为：
[0013][0014]其中，E
s
(i)为第i个供能节点容量，E
d
(i)为第i个用能节点容量，C
j
为第j个簇的簇内节点数，M为簇的总个数，簇为能源站所在能源网的供/用能节点的集合。
[0015]进一步的，所述步骤(5)中根据得到的评分值，重新对当前所有供/用能节点进行分类，优化能源站的选址定容，具体步骤包括：
[0016](5.1)计算每个簇的能量供需平衡度BSED值；
[0017](5.2)比较中心欧氏距离相邻近的两个簇BSED值，当BSED小于1时，将BSED值较小
的簇内所有节点中距离BSED值较大的簇能矩最小的点分入BSED值较大的簇；
[0018](5.3)比较中心欧氏距离相邻近的两个簇BSED值，当BSED大于1时，将BSED值较大的簇内所有节点中距离BSED值较小的簇能矩最小的点分入BSED值较小的簇。
[0019]进一步的，所述热电解耦模型为含储热的热电解耦模型，包括适用于第一典型场景的第一模型和适用于第二典型场景的第二模型；所述第一典型场景和第二典型场景的可再生能源出力不同，热电解耦模型对能源网响应不同；
[0020]所述第一模型为：
[0021][0022][0023]其中，P1(s)为第一典型场景下热电解耦功率平衡系统的出力，ξ为热电解耦装置绝热系数，η为热电解耦装置绝热效率，v为热电解耦装置进气体积，R为热电解耦装置容积比，H为焓降系数，K
c
为热电解耦装置开度系数，ΔP1(s)为第一典型场景下热电解耦装置期望出力，G1(s)为第一模型传递函数，K1为第一模型的比例环节等效系数；
[0024]所述第二模型为：
[0025][0026][0027]其中，P2(s)为第二典型场景下热电解耦功率平衡系统的出力，ξ为热电解耦装置绝热系数，η为热电解耦装置绝热效率，v为热电解耦装置进气体积，R为热电解耦装置容积比，p为热电解耦装置进气压力，K
rot
为转矩系数，ω为转子转速，T
s
为第二模型的积分环节等效系数，s为典型场景数，ΔP2(s)为第二典型场景下热电解耦装置期望出力，G2(s)为第二模型传递函数；
[0028]进一步的，所述能源站内部设备进行容量配置时的条件包括：
[0029](1)能源站经济成本最低的目标函数：
[0030][0031]其中，s为典型场景个数，C
ic
为投资成本，C
oc
为运行维护成本，C
fc
为燃料成本，C
pw
为能量浪费惩罚成本，ω
s
为典型场景权重系数；
[0032](2)风电/光伏消纳率最高的目标函数：
[0033][0034]其中，t为时间、P
Eload,t
为电负荷时序分量、P
EC,t
为电制热功率时序分量、P
CHPe,t
为CHP机组热功率时序分量、为风电/光伏出力时序分量；
[0035](3)约束条件包括设备容量配置约束，设备功率约束，储热上限约束。
[0036]本专利技术还采用一种能源站热电解耦系统的设备容量配置系统，包括数据采集模块、计算模块和判断模块，其中：
[0037]所述数据采集模块用于获取待建能源站辖区的能源网信息；
[0038]所述计算模块用于根据数据采集模块获取的能源网信息对能源站进行选址定容规划，得到能源站的规划方案；并基于能源站的规划方案，计算能源站辖区内的能量供需关系，得到能源站辖区内能量供需关系评价指标的评分值；
[0039]所述计算模块还用于基于规划方案中的定容结果以及热电解耦模型，以能源站经济成本最低、风电/光伏消纳率最高为优化目标，对能源站内部设备进行容量配置；
[0040]所述判断模块用于判断评分值是否达到最优，如果达到最优则反馈计算模块基于规划方案中的定容结果以及热电解耦模型，以能源站经济成本最低、风电/光伏消纳率最高为优化目标，对能源站内部设备进行容量配置。
[0041]进一步的，还包括优化模块，所述优化模块根据得到的能量供需关系评价指标优化能源站的选址定容，得到优化后的规划方案；判断模块用于判断优化后的规划方案的评分值是否达到最优，计算模块用于基于优化后规划方案中的定容结果以及热电解耦模型，以能源站经济成本最低、风电/光伏消纳率最高为优化目标，对能源站内部设备进行容量配置。
[0042]有益效果：本专利技术相对于现有技术，其显著优点是统一站址优化选择与容量优化配置，通过在选址定容后考虑容量配置对于选址的影响，优化能源站的选址，使能源站的能效比达到最优，促进新能源就地消纳，降低碳排放，保障区域能源网高效稳定运行。
附图说明
[0043]图1为本专利技术设备容量配置方法的整体流程示意图；
[0044]图2为本专利技术设备容量配置系统的结构框图；
[0045]图3为本专利技术中混合多目标PSO算法求解步骤。
具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能源站热电解耦系统的设备容量配置方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取待建能源站辖区的能源网信息；(2)根据获取的能源网信息对能源站进行选址定容规划，得到能源站的规划方案；(3)基于能源站的规划方案，计算能源站辖区内的能量供需关系，得到能源站辖区内能量供需关系评价指标的评分值；(4)确定最优的评分值，并判断计算得到的评分值是否达到最优：如果达到最优则进行步骤(5)；(5)基于规划方案中的定容结果以及热电解耦模型，以能源站经济成本最低、风电/光伏消纳率最高为优化目标，对能源站内部设备进行容量配置。2.根据权利要求1所述的设备容量配置方法，其特征在于，所述步骤(4)中，如果得到的能源站辖区内能量供需关系评价指标的评分值未达到最优，则根据得到的评分值优化能源站的选址定容，得到优化后的规划方案，再返回步骤(3)。3.根据权利要求2所述的设备容量配置方法，其特征在于，步骤(3)中的能量供需关系评价指标为当前簇内能量供需平衡度，计算公式为：其中，E
s
(i)为第i个供能节点容量，E
d
(i)为第i个用能节点容量，C
j
为第j个簇的簇内节点数；M为簇的总个数，簇为能源站所在能源网的供/用能节点的集合。4.根据权利要求3所述的设备容量配置方法，其特征在于，所述步骤(5)中根据得到的评分值重新对当前所有供/用能节点进行分类，优化能源站的选址定容，具体步骤包括：(5.1)计算每个簇的能量供需平衡度BSED值；(5.2)比较中心欧氏距离相邻近的两个簇BSED值，当BSED小于1时，将BSED值较小的簇内所有节点中距离BSED值较大的簇能矩最小的点分入BSED值较大的簇；(5.3)比较中心欧氏距离相邻近的两个簇BSED值，当BSED大于1时，将BSED值较大的簇内所有节点中距离BSED值较小的簇能矩最小的点分入BSED值较小的簇。5.根据权利要求1所述的设备容量配置方法，其特征在于，所述热电解耦模型为含储热的热电解耦模型，包括适用于第一典型场景的第一模型和适用于第二典型场景的第二模型；所述第一典型场景和第二典型场景的可再生能源出力不同，热电解耦模型对能源网响应不同；所述第一模型为：所述第一模型为：其中，P1(s)为第一典型场景下热电解耦功率平衡系统的出力，ξ为热电解耦装置绝热系数，η为热电解耦装置绝热效率，v为热电解耦装置进气体积，R为热电解耦装置容积比，H为焓降系数，K
c
为热电解耦装置开度系数，ΔP1(s)为第一典型场景下热电解耦装置期望出力，
G1(s)为第一模型传递函数，K1为第一模型的比例环节等效系数；所述第二模型为：所述第二模型为：其中，P2(s)为第二典型场景下热电解耦功率平衡系统的出力，ξ为热电解耦装置绝热系数，η为热电解耦装置绝热效率，v为热电解耦装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄堃，尹建兵，张晓燕，王骏海，杨文，王海龙，付明，徐航，陈琳，祝春捷，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司杭州供电公司国网电力科学研究院有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：