能源互联网能流建模方法、系统、设备、介质及使用方法技术方案

本发明专利技术提供了一种能源互联网能流建模方法、系统、设备、介质及使用方法，包括：基于区域能源互联网的能源元素，进行架构节点划分，建立区域能源互联网从能源输入到输出的能量流架构；基于能源元素进行计数，确定能源转换层，根据能源转换层和多种能量间的转换原理，对所述能量流架构进行解耦，确定区域能源互联网的解耦架构；基于所述区域能源互联网的解耦架构和能源转换层，建立多级解耦的能量枢纽数学模型；对所述多级解耦的能量枢纽数学模型进行修正，生成区域综合能量枢纽数学模型；实现对包含分布式发电、需求响应等特征的能源互联网进行解耦分析和对耦合的多能交互过程解耦，厘清耦合关键节点，提高多能耦合的能源互联网能流建模效率。建模效率。建模效率。

【技术实现步骤摘要】
能源互联网能流建模方法、系统、设备、介质及使用方法


[0001]本专利技术属于能源互联网
，具体涉及一种能源互联网能流建模方法、系统、设备、介质及使用方法。

技术介绍

[0002]能源互联网是以电为中心，以坚强智能电网为基础平台，将先进信息通信技术、控制技术与先进能源技术深度融合应用，支撑能源电力清洁低碳转型、能源综合利用效率优化和多元主体灵活便捷接入，具有清洁低碳、安全可靠、泛在互联、高效互动、智能开放征的智慧能源系统。能源互联网的基本架构包括能源网架层、信息支撑层和价值创造层。能源网架层是能源互联网的物质基础，承载能源流，涵盖能源生产、转换、传输、存储、消费等各环节的能源基础设施，具有能源种类多、能源转换设备多、能源转换过程复杂等显著特点，且随着分布式新能源、需求响应等新元素的加入，系统呈现出更加复杂耦合的特征，系统在实际使用过程中，效率过低，并且准确度较差。

技术实现思路

[0003]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提出一种能源互联网能流建模方法，包括：
[0004]基于区域能源互联网的能源元素，进行架构节点划分，建立区域能源互联网从能源输入到输出的能量流架构；
[0005]基于能源元素进行计数，确定能源转换层，根据能源转换层和多种能量间的转换原理，对所述能量流架构进行解耦，确定区域能源互联网的解耦架构；
[0006]基于所述区域能源互联网的解耦架构和能源转换层，建立多级解耦的能量枢纽数学模型；
[0007]对所述多级解耦的能量枢纽数学模型进行修正，生成区域综合能量枢纽数学模型。
[0008]优选的，所述区域能源互联网的能源元素至少包括下述中的一种或多种：
[0009]能源输入种类、能源输出种类、能源传输网络、能源传输网络的网络类型、能源转换节点、能源聚合点、能源分离点和储能点。
[0010]优选的，所述基于能源元素进行计数，确定能源转换层，根据能源转换层和多种能量间的转换原理，对所述能量流架构进行解耦，确定区域能源互联网的解耦架构，包括：
[0011]根据能源聚合点、能源分离点、能源转换节点和能源传输网络的数量进行计数，确定能源转换层数；
[0012]基于所述能源元素中能源输入种类的数量和预设区域内分布式电源数量，确定能源输入端的能源接口数量；
[0013]判断储能点的类型，根据所述储能点的类型，移动储能点，并移除储能点类型对应的能源聚合点；
[0014]基于所述能源转换层数，补齐每一能源转换层的空缺能源转换点；
[0015]将能源聚合点、能源分离点和空缺能源转换点串联生成能源互联网的解耦架构；
[0016]其中，所述储能点的类型包括：电源侧储能和用户侧储能。
[0017]优选的，所述基于所述区域能源互联网的解耦架构和能源转换层，建立多级解耦的能量枢纽数学模型，包括：
[0018]基于能源输入种类和能源输出种类，分别建立能源输入矩阵和能源输出矩阵；
[0019]根据所述能源输入矩阵中的能源形式，确定能源聚合子矩阵；
[0020]根据能源分离点的分配系数，生成能源分离子矩阵；
[0021]根据空缺能源转换点，生成空缺能源转换子矩阵；
[0022]根据解耦架构将能源聚合子矩阵、能源分离子矩阵和空缺能源转换子矩阵，组成能源转换层的能源转换矩阵；
[0023]基于所述能源转换矩阵，生成多级解耦的能量枢纽数学模型；其中，所述多级解耦是基于能源转换层数进行解耦。
[0024]优选的，所述对所述多级解耦的能量枢纽数学模型进行修正，生成区域综合能量枢纽数学模型，包括：
[0025]对所述能量枢纽数学模型是否需要修正进行判断；
[0026]当需要修正时，则根据修正类型确定能量枢纽数学模型对应的等效模型，并生成区域综合能量枢纽数学模型；
[0027]当不需要修正时，则将所述多级解耦的能量枢纽数学模型作为区域综合能量枢纽数学模型；
[0028]所述修正类型包括：储能修正和需求修正。
[0029]优选的，所述根据修正类型确定能量枢纽数学模型对应的等效模型，包括：
[0030]当修正类型为储能修正时，生成含储能元素的能量枢纽数学模型；
[0031]当修正类型为需求修正时，生成含需求响应的能量枢纽数学模型。
[0032]优选的，所述生成含储能元素的能量枢纽数学模型包括：
[0033]根据电源侧储能对能量枢纽数学模型修正；
[0034]根据负荷侧储能对能量枢纽数学模型修正；综合电源侧储能对能量枢纽数学模型的修正、负荷侧储能对能量枢纽数学模型的修正和能源存储矩阵，得到含储能元素的能量枢纽数学模型；
[0035]所述储能元素包括：储能耦合矩阵和能源存储矩阵。
[0036]优选的，所述生成需求响应的能量枢纽数学模型，包括：
[0037]通过负荷侧的需求响应矩阵，对多级解耦的能量枢纽数学模型进行修正，生成含需求响应的能量枢纽数学模型。
[0038]优选的，所述区域综合能量枢纽数学模型如下：
[0039]L＝C
·
P+S
·
E+D
·
E
DM
[0040]其中，L为能源输出矩阵，C为能源转换矩阵，S为储能耦合矩阵，D为需求响应耦合矩阵，P为能源输入矩阵，E为能源存储矩阵，E
DM
为负荷侧可调节的灵活性资源矩阵。
[0041]优选的，所述需求响应矩阵如下：
[0042][0043]其中，为需求响应矩阵中第1行元素，为需求响应矩阵中第2行元素，为需求响应矩阵中第M行元素，D为需求响应耦合矩阵，E
DM
为负荷侧可调节的灵活性资源矩阵；
[0044]所述需求响应耦合矩阵D的计算式如下：
[0045][0046]其中，d
ij
为需求响应耦合因子，表示第i种形式能源需求响应时对第j种形式能源输出的影响，i,j为变量，且1≤i≤M，1≤j≤N。
[0047]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种能源互联网能流建模的使用方法，包括：
[0048]通过将区域能源互联网的能源元素输入至区域综合能量枢纽数学模型，进行模型求解，生成能量流耦合节点的能源元素种类和能源元素数量；
[0049]根据所述能源元素种类和能源元素数量，优化能量流耦合节点的能源配置。
[0050]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种能源互联网能流建模系统，包括：
[0051]能量流架构模块：用于对区域能源互联网的能源元素，进行架构节点划分，建立区域能源互联网从能源输入到输出的能量流架构；
[0052]解耦模块：用于根据能源元素进行计数，确定能源转换层，根据能源转换层和多种能量间的转换原理，对所述能量流架构进行解耦，确定区域能源互联网的解耦架构；
[0053]建模模块：用于根据所述区域能源互联网的解耦架构和能源转换层，建立多级解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能源互联网能流建模方法，其特征在于，包括：基于区域能源互联网的能源元素，进行架构节点划分，建立区域能源互联网从能源输入到输出的能量流架构；基于能源元素进行计数，确定能源转换层，根据能源转换层和多种能量间的转换原理，对所述能量流架构进行解耦，确定区域能源互联网的解耦架构；基于所述区域能源互联网的解耦架构和能源转换层，建立多级解耦的能量枢纽数学模型；对所述多级解耦的能量枢纽数学模型进行修正，生成区域综合能量枢纽数学模型。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述区域能源互联网的能源元素至少包括下述中的一种或多种：能源输入种类、能源输出种类、能源传输网络、能源传输网络的网络类型、能源转换节点、能源聚合点、能源分离点和储能点。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于能源元素进行计数，确定能源转换层，根据能源转换层和多种能量间的转换原理，对所述能量流架构进行解耦，确定区域能源互联网的解耦架构，包括：根据能源聚合点、能源分离点、能源转换节点和能源传输网络的数量进行计数，确定能源转换层数；基于所述能源元素中能源输入种类的数量和预设区域内分布式电源数量，确定能源输入端的能源接口数量；判断储能点的类型，根据所述储能点的类型，移动储能点，并移除储能点类型对应的能源聚合点；基于所述能源转换层数，补齐每一能源转换层的空缺能源转换点；将能源聚合点、能源分离点和空缺能源转换点串联生成能源互联网的解耦架构；其中，所述储能点的类型包括：电源侧储能和用户侧储能。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述区域能源互联网的解耦架构和能源转换层，建立多级解耦的能量枢纽数学模型，包括：基于能源输入种类和能源输出种类，分别建立能源输入矩阵和能源输出矩阵；根据所述能源输入矩阵中的能源形式，确定能源聚合子矩阵；根据能源分离点的分配系数，生成能源分离子矩阵；根据空缺能源转换点，生成空缺能源转换子矩阵；根据解耦架构将能源聚合子矩阵、能源分离子矩阵和空缺能源转换子矩阵，组成能源转换层的能源转换矩阵；基于所述能源转换矩阵，生成多级解耦的能量枢纽数学模型；其中，所述多级解耦是基于能源转换层数进行解耦。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述多级解耦的能量枢纽数学模型进行修正，生成区域综合能量枢纽数学模型，包括：对所述能量枢纽数学模型是否需要修正进行判断；当需要修正时，则根据修正类型确定能量枢纽数学模型对应的等效模型，并生成区域综合能量枢纽数学模型；
当不需要修正时，则将所述多级解耦的能量枢纽数学模型作为区域综合能量枢纽数学模型；所述修正类型包括：储能修正和需求修正。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据修正类型确定能量枢纽数学模型对应的等效模型，包括：当修正类型为储能修正时，生成含储能元素的能量枢纽数学模型；当修正类型为需求修正时，生成含需求响应的能量枢纽数学模型。7.如权利要求6所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王轶楠，陈睿，代红才，薛贵元，吴晨，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：