多能系统多能转换设备的直接配置方法技术方案

本申请公开了一种多能系统多能转换设备的直接配置方法，包括：S1：采集电网与天然气网的已知基础网络数据；S2：建立优化目标函数；S3：建立优化约束条件；S4：根据优化目标函数以及优化约束条件计算得出最优解，并依据最优解配置多能转换设备。本申请的有益效果：通过优化函数以及优化约束条件的建立，计算城镇多能系统多能转换设备故障时终端负荷切除电、热、冷能功率的期望，优化多能转换设备的配置数量，充分利用城镇多能系统间多能转换设备的多能互补，确定城镇多能系统中多能转换设备的配置方案，降低配置损耗，增加系统运行可靠性。增加系统运行可靠性。增加系统运行可靠性。

【技术实现步骤摘要】
多能系统多能转换设备的直接配置方法


[0001]本申请涉及城镇多能系统配置领域，尤其涉及一种多能系统多能转换设备的直接配置方法。

技术介绍

[0002]城镇多能系统作为综合能源系统的一种重要形式，通过多能转换设备(如热电联产机组)之间的多能替代，可以高效、低碳、经济地满足城镇区域内的电力、天然气、冷和热等多种能源的需求。
[0003]然而存在以下几点不足：随着城镇化进程的推进，城镇规模增大，城镇终端用户对能源需求的总量和种类进一步增加。负荷量的逐渐增长与负荷种类的多样化可能导致城镇多能系统配置时，某些多能转换设备全年利用小时数过低导致配置方案经济性下降或因故障导致某些多能转换设备过载出现切负荷的情况。因此需要合理配置多能转换设备来应对日益增长的多能负荷需求，保证系统的充裕度。
[0004]中国专利《一种水火风光多能系统短期区间优化调度方法》，公开号：CN 114243710A，公开日：2022年03月25日，公开了：以火电成本、风光运行成本、弃风光的补偿成本和风光发电不足的补偿成本总和最小作为调度模型的目标函数，以区间负荷平衡约束、火电站出力约束、水电站出力约束、水库流量约束、水库库容约束、水库水量动态平衡约束、水库初末库容约束、风电出力约束和光电出力约束作为调度模型的约束条件；利用区间可能度对目标函数及区间负荷平衡约束条件进行转换，基于二阶离散法对火电费用函数进行近似线性处理，基于网格逼近法对水电出力函数进行近似线性处理，将调度模型转化为混合整数线性规划模型并求解，但其也并未解决多能转换设备全年利用小时数过低导致配置方案经济性下降或因故障导致某些多能转换设备过载出现切负荷的问题。

技术实现思路

[0005]本申请针对现有技术中无法合理配置各个多能转换设备运行导致无法满足日益增长的多能负荷需求，提出一种多能系统多能转换设备的直接配置方法，通过优化函数以及优化约束条件的建立，计算城镇多能系统多能转换设备故障时终端负荷切除电、热、冷能功率的期望，优化多能转换设备的配置数量，充分利用城镇多能系统间多能转换设备的多能互补，确定城镇多能系统中多能转换设备的配置方案，降低配置损耗，增加系统运行可靠性。
[0006]为实现上述技术目的，本申请提供一种多能系统多能转换设备的直接配置方法，包括：S1：采集电网与天然气网的已知基础网络数据；S2：建立优化目标函数；S3：建立优化约束条件；S4：根据优化目标函数以及优化约束条件计算得出最优解，并依据最优解配置多能转换设备；其中，优化目标函数为：minf＝f
ope
+f
inv
+f
cut
；多能转换设备安装损耗f
inv
为：f
inv
＝m
CHP
×
n
CHP
+m
EB
×
n
EB
+m
GB
×
n
GB
+m
AB
×
n
AB
；f为多能系统的总损耗，f
ope
为多能系统的用能损耗，f
inv
为多能转换设备安装损耗，f
cut
为负荷切除损耗；m
CHP
为单台热电联产机
组的安装系数，n
CHP
为热电联产机组的配置台数，m
EB
为单台电锅炉的安装系数，n
EB
为电锅炉的配置台数，m
GB
为单台气锅炉的安装系数，n
GB
为气锅炉的配置台数，m
AB
为单台吸收式制冷机的安装系数，n
AB
为吸收式制冷机的配置台数。
[0007]可选的，f
ope
为：f
ope
＝m
E
P
E
+m
G
P
G
；其中，m
E
为电损耗系数，P
E
为多能系统所需电量，m
G
为天然气损耗系数，P
G
为多能系统所需天然气量。
[0008]可选的，负荷切除损耗f
cut
为：其中，β
CHP
为热电联产机组的故障概率，β
EB
为电锅炉的故障概率，β
GB
为气锅炉的故障概率，β
AB
为吸收式制冷机的故障概率，为终端负荷切除电能系数，为终端负荷切除热能系数，为终端负荷切除冷能系数，为热电联产机组故障时的终端负荷切除电能功率，为热电联产机组故障时的终端负荷切除热能功率，为热电联产机组故障时的终端负荷切除冷能功率，为电锅炉故障时的终端负荷切除电能功率，为电锅炉故障时的终端负荷切除热能功率，为电锅炉故障时的终端负荷切除冷能功率，为气锅炉故障时的终端负荷切除电能功率，为气锅炉故障时的终端负荷切除热能功率，为气锅炉故障时的终端负荷切除冷能功率，为吸收式制冷机故障时的终端负荷切除电能功率，为吸收式制冷机故障时的终端负荷切除热能功率，为吸收式制冷机故障时的终端负荷切除冷能功率。
[0009]可选的，优化约束条件包括：等式约束以及不等式约束；其中，等式约束包括：热电联产机组、电锅炉、气锅炉以及吸收式制冷机在热电联产机组运行以及故障时的等式约束；不等式约束包括：各设备运行和故障时各设备运行不等式约束。
[0010]可选的，热电联产机组运行等式约束为：其中，为天然气网在各配置年各典型日各小时的向热电联产机组提供的天然气功率，为热电联产机组在各配置年各典型日各小时的向终端负荷提供的电能功率，为热电联产机组在各配置年各典型日各小时的向终端负荷提供的热能功率，为热电联产机组在各配置年各典型日各小时的向吸收式制冷机提供的热能功率，为热电联产机组的电能的出力效率，为热电联产机组的热能的出力效率。
[0011]可选的，热电联产机组故障时热电联产机组运行等式约束为：可选的，热电联产机组故障时热电联产机组运行等式约束为：其中，为热电联产机组故障时的天然气网在各配置年各典型日各小时的向热电联产机组提供的天然气功率；为热电联产机组故障时的热电联产机组在各配置年各典型日各小时的向终端负荷提供的电能功率；为热电联产机组故障时的热电联产机组在各配置年各典型日各小时的向终端负荷提供的热能功率；为热电联产机组故障时的热电联产机组在各配置年各典型日各小时的向吸收式制冷机提供的热能功率。
[0012]可选的，电网向终端负荷提供的电能不等式约束为：其中，为电网在各配置年各典型日各小时的向终端负荷提供的电能功率，为电网向终端负荷提供的电能上限。
[0013]可选的，电网与天然气网的已知基础网络数据至少包括：多能系统已知基础网络数据、终端负荷已知基础网络数据以及多能转换设备已知基础网络数据。
[0014]可选的，S4包括：根据优化目标函数以及优化约束条件调用分支定界法求得最优解，并依据最优解配置多能转换设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能系统多能转换设备的直接配置方法，用于实现多能系统间的多能互补，其特征在于：其特征在于：S1：采集电网与天然气网的已知基础网络数据；S2：建立优化目标函数；S3：建立优化约束条件；S4：根据所述优化目标函数以及所述优化约束条件计算得出最优解，并依据最优解配置多能转换设备；其中，所述优化目标函数为：minf＝f
ope
+f
inv
+f
cut
；多能转换设备安装损耗f
inv
为：f
inv
＝m
CHP
×
n
CHP
+m
EB
×
n
EB
+m
GB
×
n
GB
+m
AB
×
n
AB
；f为多能系统的总损耗，f
ope
为多能系统的用能损耗，f
inv
为多能转换设备安装损耗，f
cut
为负荷切除损耗；m
CHP
为单台热电联产机组的安装系数，n
CHP
为热电联产机组的配置台数，m
EB
为单台电锅炉的安装系数，n
EB
为电锅炉的配置台数，m
GB
为单台气锅炉的安装系数，n
GB
为气锅炉的配置台数，m
AB
为单台吸收式制冷机的安装系数，n
AB
为吸收式制冷机的配置台数。2.如权利要求1所述的多能系统多能转换设备的直接配置方法，其特征在于：多能系统的用能损耗f
ope
为：f
ope
＝m
E
P
E
+m
G
P
G
；其中，m
E
为电损耗系数，P
E
为多能系统所需电量，m
G
为天然气损耗系数，P
G
为多能系统所需天然气量。3.如权利要求1所述的多能系统多能转换设备的直接配置方法，其特征在于：负荷切除损耗f
cut
为：其中，β
CHP
为热电联产机组的故障概率，β
EB
为电锅炉的故障概率，β
GB
为气锅炉的故障概率，β
AB
为吸收式制冷机的故障概率，为终端负荷切除电能系数，为终端负荷切除热能系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晓鸣，徐晓帅，杨平，杨跃平，顾伟，王国义，谢凌东，王汀，姚振，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司宁波供电公司，
类型：发明
国别省市：