区域综合能源供应商日前优化调度方法技术

本发明专利技术以区域综合能源供应商为利益主体，公开一种区域综合能源供应商日前优化调度方法，分析了区域综合能源供应商的运营模式及典型区域综合能源系统的结构，进而对区域综合能源系统进行建模，采用Distflow二阶锥模型通过算例验证了所提模型的正确性和通用性。本发明专利技术的有益效果是改善区域综合能源系统的出力情况，提高区域能源供应商的净收入。提高区域能源供应商的净收入。

【技术实现步骤摘要】
区域综合能源供应商日前优化调度方法


[0001]本专利技术涉及电力系统
中的区域综合能源系统，特别是涉及一种区域综合能源供应商日前优化调度方法。

技术介绍

[0002]随着经济的快速发展，能源、环境问题日益突出，如何实现对能源的清洁高效利用成为近年来人们研究的重点。区域综合能源系统可依据其用能环节的互补特性以提高能源利用效率，通过能源环节协调调度降低用能成本，且由于系统内用户相对集中，易于系统建设与运行维护，为实现区域级供能提供了一种重要解决方案。
[0003]但随着能源市场的逐步开放，综合能源供应商成为综合能源市场内的一个新型利益主体，德国、欧美等国家已出现了综合能源供应商的模式，由综合能源供应商承担区域能源供应将更符合综合能源系统的发展趋势。站在能源市场的角度，对基于能源集线器的区域综合能源系统运行优化进行研究，并讨论了电力市场及热力市场对优化结果的影响，但没有考虑区域电网及区域热网的影响。
[0004]因此，以区域能源供应商为利益主体，构建含能源站及区域电网、热网的典型区域电
‑
热综合能源系统，并研发一种面向区域综合能源供应商的日前优化调度模型是极为重要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种区域综合能源供应商日前优化调度方法。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：
[0007]一种区域综合能源供应商日前优化调度方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0008]步骤1：建立区域综合能源系统能源网络模型；
[0009]步骤2：建立能源转换设备模型；
[0010]步骤3：负荷转移；
[0011]步骤4：建立区域综合能源日前优化调度模型。
[0012]所述的步骤1中的区域综合能源系统能源网络模型的建立包括以下步骤：
[0013]1.1区域电力系统模型
[0014]采用Distflow二阶锥模型对区域电力系统进行建模，对于任意时刻，对于区域电力系统中任意节点j，有以下功率平衡关系：
[0015][0016]其中，δ(j)表示以j为末端节点的支路首端节点集合；ξ(j)表示以j为首端节点的支路末端节点集合；P
ij
和Q
ij
分别为节点i流向节点j的有功和无功功率；P
i
和Q
i
分别是节点i的有功和无功注入功率；r
ij
和x
ij
分别为线路ij的电阻和电抗；I
ij
为线路ij上的电流幅值；U
i
是节点i的电压幅值；P
grid,i
和Q
grid,i
表示节点i处大电网注入的有功、无功功率；P
load,i
和Q
load,i
表示负荷节点i处的有功负荷和无功负荷；P
CHP,i
和Q
CHP,i
分别为节点i处CHP机组的有功、无功出力；P
PV,i
为节点i处光伏的有功出力；P
EB,i
为节点i处电热锅炉消耗的有功功率；
[0017]对于任意时刻，对于区域电力系统中任意支路ij，有以下关系成立：
[0018][0019][0020][0021]其中，P
ij
和Q
ij
分别为节点i流向节点j的有功和无功功率；r
ij
和x
ij
分别为线路ij的电阻和电抗；I
ij
为线路ij上的电流幅值；U
i
是节点i的电压幅值；U分别为节点允许的电压上限和下限；为线路允许的最大电流；
[0022]令将式(2)所示的支路视在功率二次约束松弛为锥形约束：
[0023][0024]式(16)通过等价变换可以表示为标准二阶锥形式：
[0025][0026]节点电压和支路电流的约束可以表示为：
[0027][0028]式(1)、(2)、(5)
‑
(7)为Distflow二阶锥模型；
[0029]1.2区域热力系统模型
[0030]对于任意时刻，对于任意节点j，有以下功率平衡关系：
[0031][0032]其中，H
s,i
为注入节点i的热功率；H
s,i
、H
s,i
、H
s,i
分别为节点i处CHP机组、燃气锅炉和电热锅炉的热输出功率；H
′
ij
为供水管道ij流入节点i的热媒所包含的可利用热功率，热媒从i流出时，H
′
ij
为负，反之为正；分别为管段可传输的最大、最小热功率，可由公式(9)计算：
[0033][0034]其中，∑R为热媒到周围介质每千米管道的热阻；为管段ij所允许的最大流速；S
ij
为管段ij横截面积；T
s
为供水温度，T
s
为回水温度，T
a
为环境温度；l
ij
为管道ij长度；c
p
为流体比热容；ρ为流体密度；
[0035]对于任意时刻，对于区域热力系统中任意管道ij，有以下关系成立：
[0036][0037]其中，ΔH
′
ij
为管道ij中的热功率损失，ΔH
′
ij
＝
‑
ΔH
′
ji
。
[0038]所述的步骤2中的能源转换设备模型的建立包括以下步骤：
[0039]2.1CHP机组模型
[0040]背压式CHP机组模型：
[0041][0042]式中，H
CHP
、P
CHP
分别为CHP机组的热输出功率和电输出功率；P
CHP
、分别为CHP机组的电输出功率的下限和上限；、η
CHP
分别为CHP机组的热电比和电转换效率；v
gas,CHP
为CHP机组消耗的天然气流量；q
gas
为天然气热值；
[0043]2.2光伏模型
[0044]光伏发电的一般模型如下：
[0045][0046]其中，P
PV,i
表示节点i处光伏发电系统的实际输出功率；A
PV,i
表示节点i的光伏发电系统的安装面积；I
i
表示节点i处系统实际运行时的光照强度；η
PV
表示光伏发电系统的光电转化效率；C
PV,i
表示节点i处安装的光伏容量，其值等于标准光照强度下的光伏出力；I
S
表示标准条件(工作温度为25℃、大气质量为AM1.5)下的光照强度，文中取值为1
×
10
‑
3MW/m2；
[0047]2.3燃气锅炉模型
[0048][0049]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种区域综合能源供应商日前优化调度方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立区域综合能源系统能源网络模型；步骤2：建立能源转换设备模型；步骤3：负荷转移；步骤4：建立区域综合能源日前优化调度模型。2.根据权利要求1所述的一种区域综合能源供应商日前优化调度方法，其特征在于，所述的步骤1中的区域综合能源系统能源网络模型的建立包括以下步骤：1.1区域电力系统模型采用Distflow二阶锥模型对区域电力系统进行建模，对于任意时刻，对于区域电力系统中任意节点j，有以下功率平衡关系：其中，δ(j)表示以j为末端节点的支路首端节点集合；ξ(j)表示以j为首端节点的支路末端节点集合；P
ij
和Q
ij
分别为节点i流向节点j的有功和无功功率；P
i
和Q
i
分别是节点i的有功和无功注入功率；r
ij
和x
ij
分别为线路ij的电阻和电抗；I
ij
为线路ij上的电流幅值；U
i
是节点i的电压幅值；P
grid,i
和Q
grid,i
表示节点i处大电网注入的有功、无功功率；P
load,i
和Q
load,i
表示负荷节点i处的有功负荷和无功负荷；P
CHP,i
和Q
CHP,i
分别为节点i处CHP机组的有功、无功出力；P
PV,i
为节点i处光伏的有功出力；P
EB,i
为节点i处电热锅炉消耗的有功功率；对于任意时刻，对于区域电力系统中任意支路ij，有以下关系成立：有以下关系成立：有以下关系成立：其中，P
ij
和Q
ij
分别为节点i流向节点j的有功和无功功率；r
ij
和x
ij
分别为线路ij的电阻和电抗；I
ij
为线路ij上的电流幅值；U
i
是节点i的电压幅值；U分别为节点允许的电压上限和下限；为线路允许的最大电流；令将式(2)所示的支路视在功率二次约束松弛为锥形约束：式(16)通过等价变换可以表示为标准二阶锥形式：
节点电压和支路电流的约束可以表示为：式(1)、(2)、(5)
‑
(7)为Distflow二阶锥模型；1.2区域热力系统模型对于任意时刻，对于任意节点j，有以下功率平衡关系：其中，H
s,i
为注入节点i的热功率；H
s,i
、H
s,i
、H
s,i
分别为节点i处CHP机组、燃气锅炉和电热锅炉的热输出功率；H
′
ij
为供水管道ij流入节点i的热媒所包含的可利用热功率，热媒从i流出时，H
′
ij
为负，反之为正；分别为管段可传输的最大、最小热功率，可由公式(9)计算：其中，∑R为热媒到周围介质每千米管道的热阻；为管段ij所允许的最大流速；S
ij
为管段ij横截面积；T
s
为供水温度，T
s
为回水温度，T
a
为环境温度；l
ij
为管道ij长度；c
p
为流体比热容；ρ为流体密度；对于任意时刻，对于区域热力系统中任意管道ij，有以下关系成立：其中，ΔH
′
ij
为管道ij中的热功率损失，ΔH
′
ij
＝
‑
ΔH
′
ji
。3.根据权利要求1所述的一种区域综合能源供应商日前优化调度方法，其特征在于，所述的步骤2中的能源转换设备模型的建立包括以下步骤：2.1CHP机组模型背压式CHP机组模型：
式中，H
CHP
、P
CHP
分别为CHP机组的热输出功率和电输出功率；P
CHP
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊贤，黄存强，张桂红，张祥成，米金梁，刘兴文，安娟，赵雪，田旭，李绚绚，郭琛仪，张舜祯，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：