一种综合能源系统多目标优化调度方法技术方案

本发明专利技术涉及一种综合能源系统多目标优化调度方法，包括：设立目标函数，计算实际运行成本，计算实际能源利用率；根据F进行调节等步骤。本发明专利技术提供的综合能源系统多目标优化调度方法，提高了热电联产机组功能灵活性，达到节能减排的效果，实现了综合能源系统低碳、经济、高效运行。高效运行。

【技术实现步骤摘要】
一种综合能源系统多目标优化调度方法


[0001]本专利技术涉及一种综合能源系统多目标优化调度方法，属于发电


技术介绍

[0002]综合能源系统(integrated energy system，IES)耦合了多种能量，通过对能源的梯级利用，进而实现对能量高效、清洁、经济、可靠的供应。IES是实现双碳这一目标的有效途径，目前对IES优化调度的研究基本都是围绕低碳经济来展开的，主要集中在需求侧响应的不确定性、计及碳排放的影响以及对一些优化算法的研究。然而，大部分研究的优化调度模型中常常忽略掉变工况特性，默认耦合机组的转换效率维持不变，也即是只考虑在定参数运行的状态；但是实际工况可能与定参数的状态具有偏差，导致在其输入输出上也产生一定的偏差，影响计算结果的准确性，从而不能工作在最佳的经济性和效率上状态。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种考虑可变工况，进行动态调节的综合能源系统多目标优化调度方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案是：一种综合能源系统多目标优化调度方法，包括如下步骤：
[0005](1)设立目标函数；将不同量纲下的参数进行归一化后进行线性组合，再计算目标函数F,式中，C
eco
、C
eco，0
分别为综合能源系统的实际运行成本和定参数运行成本；η
IES
、η
IES,0
分别为综合能源系统的实际能源利用率与定参数能源利用率；α为权重系数；
[0006](2)计算实际运行成本；实际运行成本包括购能成本、设备维护成本和碳排放成本；实际运行成本C
eco
的函数为：
[0007][0008]C
u，t
＝P
e,t
β
e,t
+G
g,t
β
g,t
；
[0009][0010][0011]其中，C
u,t
表示t时段的综合能源系统的购买能源成本，P
e,t
和β
e,t
分别表示t时段的购电功率与购电单价，G
g,t
和β
g,t
分别表示购气量与购气单价；C
mat，t
表示t时段的综合能源系统的设备维护成本，P
i，t
表示综合能源系统的第i机组在t时段的功率，K
i
表示综合能源系统的第i机组运维系数；表示碳排放成本，r
c
表示碳税价格，γ
GT
、γ
GB
、γ
grid
分别表示综合能源系统的燃气轮机、燃气锅炉、电网的碳排放系数；P
GT,t
、P
GB,t
和P
grid,t
分别表示综合能源系统的燃气锅炉、燃气轮机、购电的有功功率，Q
GT,t
表示综合能源系统的燃气锅炉的无功功率；
[0012](3)计算实际能源利用率；实际能源利用率η
IES
的定义为用户对冷、热、电负荷的需求总量与从外部系统输入能量的比值，其计算公式为:
[0013][0014]式中，P
e
、G
g
分别表示从购买的电能、天然气；L
e
、L
h
和L
c
分别表示综合能源系统内的冷负荷、热负荷、电负荷；λ
e
、λ
h
和λ
c
分别为冷负荷、热负荷、电负荷的能质系数；λ
E
和λ
G
分别为电能、天然气的折算系数；
[0015](4)根据F进行调节，当F大于等于1时则不需调整，否则，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率，并再次重复执行步骤(1)到(4)，直至F大于等于1。
[0016]上述方案进一步的改进在于：α由模糊层次分析法来确定。
[0017]上述方案进一步的改进在于：α＝0.5。
[0018]上述方案进一步的改进在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率具有功率平衡约束：
[0019][0020]式中，P
ex,t
、G
ex,t
、Q
ex,t
、C
ex,t
分别表示综合能源系统的能量转换设备在t时段输出的电、气、热、冷功率，P
cha,t
、G
cha,t
、Q
cha,t
、C
cha,t
分别表示综合能源系统中储能设备在t时段所储存的电、气、热、冷功率，P
dis,t
、G
dis,t
、Q
dis,t
、C
di
s
,t
分别表示综合能源系统中储能设备在t时段所释放的电、气、热、冷功率，P
in,t
、G
in,t
、Q
in,t
分别表示综合能源系统中能量转换设备在t时段输入的电、气、热功率。
[0021]上述方案进一步的改进在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率具有设备输出功率与爬坡约束：
[0022][0023]式中，P
i,min
、P
i,max
分别表示第i机组输出功率的上下限，R
i,down
、R
i,up
分别代表第i机组的上爬坡功率和下爬坡功率。
[0024]上述方案进一步的改进在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率具有购能约束：
[0025][0026]式中，P
buy,min
、P
buy,max
分别代表购电功率的上下限，G
buy,min
、G
buy,max
分别代表购气量的上下限。
[0027]上述方案进一步的改进在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率具有储能设备约束：
[0028][0029]式中，Q
BES,min
、Q
BES,max
分别为储能设备的最大容量与最小容量，Q
BES
(t)为储能设备的在t时段的储能量；P
BES,min
、P
BES,max
分别为储能设备在单位时间内充放功率的最大值与最小值；P
BES,i
为储能设备当前充放功率，η
ES,c
和η
ES,d
分别为储能设备的充电效率和放电效率。
[0030]上述方案进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合能源系统多目标优化调度方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)设立目标函数；将不同量纲下的参数进行归一化后进行线性组合，再计算目标函数F，式中，C
eco
、C
eco
，0分别为综合能源系统的实际运行成本和定参数运行成本；η
IES
、η
IES，0
分别为综合能源系统的实际能源利用率与定参数能源利用率；α为权重系数；(2)计算实际运行成本；实际运行成本包括购能成本、设备维护成本和碳排放成本；实际运行成本C
eco
的函数为：C
u，t
＝P
e，t
β
e，t
+G
g，t
β
g，t
；；其中，C
u，t
表示t时段的综合能源系统的购买能源成本，P
e，t
和β
e，t
分别表示t时段的购电功率与购电单价，G
g，t
和β
g，t
分别表示购气量与购气单价；C
mat，t
表示t时段的综合能源系统的设备维护成本，P
i，t
表示综合能源系统的第i机组在t时段的功率，K
i
表示综合能源系统的第i机组运维系数；表示碳排放成本，r
c
表示碳税价格，γ
GT
、γ
GB
、γ
grid
分别表示综合能源系统的燃气轮机、燃气锅炉、电网的碳排放系数；P
GT，t
、P
GB，t
和P
grid，t
分别表示综合能源系统的燃气锅炉、燃气轮机、购电的有功功率，Q
GT，t
表示综合能源系统的燃气锅炉的无功功率；(3)计算实际能源利用率；实际能源利用率η
IES
的定义为用户对冷、热、电负荷的需求总量与从外部系统输入能量的比值，其计算公式为：式中，P
e
、G
g
分别表示从购买的电能、天然气；L
e
、L
h
和L
c
分别表示综合能源系统内的冷负荷、热负荷、电负荷；λ
e
、λ
h
和λ
c
分别为冷负荷、热负荷、电负荷的能质系数；λ
E
和λ
G
分别为电能、天然气的折算系数；(4)根据F进行调节，当F大于等于1时则不需调整，否则，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率，并再次重复执行步骤(1)到(4)，直至F大于等于1。2.根据权利要求1所述的综合能源系统多目标优化调度方法，其特征在于：α由模糊层次分析法来确定。3.根据权利要求1所述的综合能源系统多目标优化调度方法，其特征在于：α＝0.5。4.根据权利要求1所述的综合能源系统多目标优化调度方法，其特征在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐懂理，崔梦麟，刘笑笑，王超群，高瑞阳，钱俊杰，
申请(专利权)人：南京苏数源电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：