考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法及系统技术方案

本发明专利技术属于能源调度技术领域，提供了考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法及系统。该方法包括基于源荷数据及外环静态优化模型，同时计算和比较不同能源供应方案的效益，得到静态每小时调度方案；基于静态每小时调度方案，提取并离散化各个设备的全周期静态出力曲线；基于离散化的各个设备的全周期静态出力曲线及内环动态优化模型，得到各设备的动态出力曲线；计算每个优化周期内各个能源转化设备的动态出力曲线和静态出力曲线的差值，再在时域范围内进行积分运算，获取能量层面的供能缺口或多余量；在时域上平移动态出力曲线来减小能量层面的偏差，直至使平移后的动态出力曲线与静态出力曲线的偏差积分为零，得到最优调度方案。调度方案。调度方案。

【技术实现步骤摘要】
考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法及系统


[0001]本专利技术属于能源调度
，尤其涉及一种考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]综合能源系统是多种能源协调运行的能源供给系统，可以把冷、热、电、气等不同形式的能源统一调控，实现多能互补使用。以“冷
‑
热
‑
电
‑
气”多能互补和“源
‑
储
‑
荷”协同运行为主要特征的综合能源系统为提高能源利用率和新能源消纳率提供了支撑。保证综合能源系统稳定、高质、高效的能量输出，是提高能源利用率、解决当今能源短缺和环境危机等问题的有效途径。但由于系统内能量转化设备特性迥异、多能流紧密耦合、异质能流优化时间尺度不一的特点，优化综合能源系统的运行的涉及到电气科学、热力学、控制科学、大数据技术以及优化理论等，想要实现综合能源系统的最优运行，达到节能减排、降本增效的最终目标十分困难。
[0004]目前的有关综合能源系优化调度的相关研究是借鉴电网的多时间尺度调控方法，将系统中的冷热电气等多种异质能流置于同一优化时间尺度下，通过设置多个不同的优化周期来实现多时间尺度优化调度。大多数优化调度研究集中在稳态效应上，忽略了动态响应过程。事实上，电力输出可以实现对调度指令的瞬间响应。然而，制热或制冷设备对调度指令的响应需要一定时间的动态变化才能达到稳态值。对于含有深度耦合的异质能量流和动态响应速度差异很大的能量转换设备的综合能源系统，专利技术人发现，传统静态优化调度方法使得设备的实际运行与调度决策结果存在偏差，从而导致源荷不匹配，并使得设备一直处于工况改变中，损害设备性能。

技术实现思路

[0005]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法及系统，其基于双环优化架构、综合考虑动态和静态特性的协同优化调度综合能源。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一个方面提供一种考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法，其包括：
[0008]基于源荷数据及外环静态优化模型，以最小化运行成本和碳排放及最大化设备稳态运行时间为目标，同时计算和比较不同能源供应方案的效益，得到静态每小时调度方案；
[0009]基于静态每小时调度方案，提取并离散化各个设备的全周期静态出力曲线；
[0010]基于离散化的各个设备的全周期静态出力曲线及内环动态优化模型，得到各设备的动态出力曲线；
[0011]计算每个优化周期内各个能源转化设备的动态出力曲线和静态出力曲线的差值，再在时域范围内进行积分运算，获取能量层面的供能缺口或多余量；
[0012]根据能量守恒的原则，在时域上平移动态出力曲线来减小能量层面的偏差，直至使平移后的动态出力曲线与静态出力曲线的偏差积分为零，得到基于动态模型的最优调度方案。
[0013]作为一种实施方式，所述外环静态优化模型以综合能源系统的每日运行成本最小、碳排放最小和设备稳态运行时间最大为目标，约束条件是基于能量平衡以及设备COP输入输出关系而确定的。
[0014]上述技术方案的优点在于，外环静态优化模型在同一时间计算和比较不同能源供应方式的效益，不同的方案从全局角度相互竞争，目标是在满足负载方需求约束的情况下，使日运行的成本和碳排放最小化，并使设备稳态运行时间最大化。在外环优化过程中，可以得到发电机、制冷机、热泵、蓄电装置、电网和光伏等设备的理论小时输出计划。
[0015]作为一种实施方式，所述设备COP输入输出关系是针对稳态运行数据，采用多项式拟合的方法刻画的能源设备在多个稳态工况下的性能函数。
[0016]作为一种实施方式，所述能量平衡包括电力平衡、热平衡及冷平衡。
[0017]作为一种实施方式，所述内环动态优化模型为对预设时期内连续观察的设备动态数据，分析其变化过程和发展规律，刻画设备的变工况运行能力，而建立的基于自回归各态历经模型的设备动态模型。
[0018]上述技术方案的优点在于，以外环理论小时输出方案为基础，得到考虑各能量转换装置动态响应和能量平移后的调度方案，该方案将削弱甚至解决实际运行与决策结果之间的偏差。双优化环的存在实现了动态和静态模型的协同和统一，双环协同优化消除偏差的关键是模拟动态响应、功率积分和能量平移。
[0019]本专利技术的第二个方面提供一种考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度系统，其包括：
[0020]静态每小时调度方案确定模块，其用于基于源荷数据及外环静态优化模型，以最小化运行成本和碳排放及最大化设备稳态运行时间为目标，同时计算和比较不同能源供应方案的效益，得到静态每小时调度方案；
[0021]静态出力曲线离散化模块，其用于基于静态每小时调度方案，提取并离散化各个设备的全周期静态出力曲线；
[0022]动态出力曲线求解模块，其用于基于离散化的各个设备的全周期静态出力曲线及内环动态优化模型，得到各设备的动态出力曲线；
[0023]能量层面供能确定模块，其用于计算每个优化周期内各个能源转化设备的动态出力曲线和静态出力曲线的差值，再在时域范围内进行积分运算，获取能量层面的供能缺口或多余量；
[0024]最优调度方案确定模块，其用于根据能量守恒的原则，在时域上平移动态出力曲线来减小能量层面的偏差，直至使平移后的动态出力曲线与静态出力曲线的偏差积分为零，得到基于动态模型的最优调度方案。
[0025]作为一种实施方式，所述外环静态优化模型以综合能源系统的每日运行成本最小、碳排放最小和设备稳态运行时间最大为目标，约束条件是基于能量平衡以及设备COP输
入输出关系而确定的。
[0026]作为一种实施方式，所述设备COP输入输出关系是针对稳态运行数据，采用多项式拟合的方法刻画的能源设备在多个稳态工况下的性能函数；
[0027]作为一种实施方式，所述能量平衡包括电力平衡、热平衡及冷平衡。
[0028]作为一种实施方式，所述内环动态优化模型为对预设时期内连续观察的设备动态数据，分析其变化过程和发展规律，刻画设备的变工况运行能力，而建立的基于自回归各态历经模型的设备动态模型。
[0029]本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法中的步骤。
[0030]本专利技术的第四个方面提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法中的步骤。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0032](1)本专利技术基于双环优化架构、综合考虑动态和静态特性的协同优化调度方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法，其特征在于，包括：基于源荷数据及外环静态优化模型，以最小化运行成本和碳排放及最大化设备稳态运行时间为目标，同时计算和比较不同能源供应方案的效益，得到静态每小时调度方案；基于静态每小时调度方案，提取并离散化各个设备的全周期静态出力曲线；基于离散化的各个设备的全周期静态出力曲线及内环动态优化模型，得到各设备的动态出力曲线；计算每个优化周期内各个能源转化设备的动态出力曲线和静态出力曲线的差值，再在时域范围内进行积分运算，获取能量层面的供能缺口或多余量；根据能量守恒的原则，在时域上平移动态出力曲线来减小能量层面的偏差，直至使平移后的动态出力曲线与静态出力曲线的偏差积分为零，得到基于动态模型的最优调度方案。2.如权利要求1所述的考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法，其特征在于，所述外环静态优化模型以综合能源系统的每日运行成本最小、碳排放最小和设备稳态运行时间最大为目标，约束条件是基于能量平衡以及设备COP输入输出关系而确定的。3.如权利要求2所述的考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法，其特征在于，所述设备COP输入输出关系是针对稳态运行数据，采用多项式拟合的方法刻画的能源设备在多个稳态工况下的性能函数。4.如权利要求2所述的考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法，其特征在于，所述能量平衡包括电力平衡、热平衡及冷平衡。5.如权利要求1或2所述的考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法，其特征在于，所述内环动态优化模型为对预设时期内连续观察的设备动态数据，分析其变化过程和发展规律，刻画设备的变工况运行能力，而建立的基于自回归各态历经模型的设备动态模型。6.一种考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度系统，其特征在于，包括：静态每小时调度方案确定模块，其用于基于源荷数据及外环静态优化模型，以最小化运行成本和碳排放及最大...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙波，魏志成，张承慧，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：