一种综合能源配电网多目标优化调度方法技术

本发明专利技术具体涉及本发明专利技术一种综合能源配电网多目标优化调度方法，包括以下步骤：建立园区综合能源系统协调调度模型；建立配电网系统多目标优化调度模型；结合粒子群算法对配电网系统多目标优化调度模型求解，得出最优方案；基于ATC法的整体模型求解，本发明专利技术对主动配电网中的分布式电源、柔性负荷、储能设备、联络线功率进行优化调度能够有效地提升可再生能源的消纳能力，将园区综合能源系统中多种能源互补耦合，多种设备共同出力能满足系统运行的冷、热、电负荷需求，本发明专利技术所提出的园区综合能源系统和主动配电网协调调度模型能够兼顾两个系统的多个优化目标，体现了园区综合能源接入主动配电网的多方面效益。入主动配电网的多方面效益。入主动配电网的多方面效益。

【技术实现步骤摘要】
一种综合能源配电网多目标优化调度方法


[0001]本专利技术属于电力系统综合能源运行调度
，具体涉及一种综合能源配电网多目标优化调度方法。

技术介绍

[0002]园区综合能源系统(PIES)是面向园区微能源网的综合能源系统，亦称为微能源网或冷热电联供型微网，园区综合能源系统(PIES)通过多能协同、互补互济的方式提高了能源利用效率，是推动减污降碳协同增效，实现能源转型的重要途径，配电网对并网的分布式电源进行主动管理，与下级微电网进行信息交互是现代配电系统的发展方向，同时配电网作为综合能源系统中电力供应的关键一环，配电网技术的快速发展也为进一步推动多种能源的综合利用提供了手段，如何实现园区综合能源系统与配电网的协调调度和一体化运行是亟须解决的重要问题之一。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种能够将园区综合能源与主动配电网进行良好结合调度的一种综合能源配电网多目标优化调度方法。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的，一种综合能源配电网多目标优化调度方法，它包括以下步骤：
[0005]步骤1：建立园区综合能源系统协调调度模型；
[0006]步骤2：建立配电网系统多目标优化调度模型；
[0007]步骤3：结合粒子群算法对配电网系统多目标优化调度模型求解，得出最优方案；
[0008]步骤4：基于ATC法的整体模型求解。
[0009]所述的步骤1中，园区综合能源系统(PIES)的系统结构为：园区综合能源系统(PIES)由各类能量储存和转化元件、能量传输母线和负荷构成，与上级电网和天然气网进行电能和天然气交互，能量存储和转化设备包含风电、热电联产(CHP)机组、吸收式制冷机、燃气锅炉、蓄热装置、电制冷机和蓄电池，负荷包括电负荷、热负荷和冷负荷，园区综合能源系统各设备的详细模型如下：
[0010]1)热电联产机组包括燃气轮机和余热收集装置，吸收天然气并将其转化为热能和电能，其表达式为：
[0011]式中：E
CHP,t
和H
CHP,t
分别为热电联产机组t时刻产生的电能和热能；η
ge
和η
gh
分别为热电联产机组的产电和产热效率；G
1,t
为t时刻热电联产机组吸收天然气转化成的能量；
[0012]2)燃气锅炉吸收天然气产热供给热负荷，其表达式为：
[0013]H
GB,t
＝G
2,t
η
h
[0014]式中H
GB,t
为燃气锅炉t时刻产生的热能；η
h
为燃气锅炉的产热效率；G
2,t
为t时刻燃
气锅炉吸收天然气转化成的能量；
[0015]3)电制冷机吸收电能制冷，其表达式为：
[0016]C
ER,t
＝E
2,t
η
c
[0017]式中：C
ER,t
为电制冷机t时刻产生的冷能；E
2,t
为吸收的电能；η
c
为制冷效率；
[0018]4)吸收式制冷机吸收电能制冷，其表达式为：
[0019]C
AC,t
＝H
2,t
η
hc
[0020]式中：C
AC,t
为吸收式制冷机t时刻产生的冷能；H
2,t
为吸收式制冷机t时刻吸收的热能；η
hc
为转换效率；
[0021]5)蓄电池储能吸收电能或放出电能，存储量约束表达式为：
[0022][0023]式中：W
t
为蓄电池t时刻存储的电能；E
c,t
和E
d,f
分别为蓄电池t时刻的充电和放电功率；η
ch
和η
dis
分别为充电和放电效率；σ为能量自损率，W
max
和W
min
分别为蓄电池存储量的上限和下限；W0和W
T
分别为调度初始时刻和结束时刻T的存储量；
[0024]充放电约束为：
[0025][0026]式中E
c,max
和E
c,min
分别为蓄电池充电功率E
c,t
的上限和下限；E
d,max
和E
d,min
分别为蓄电池放电功率E
d,t
的上限和下限；I
c,t
和I
d,t
分别为蓄电池t时刻储能充电和放电的状态变量。
[0027]园区综合能源系统(PIES)的目标函数和约束条件为：园区综合能源系统是一个集中控制的系统，运营商协调各设备在各时段的出力，使系统处于最优运行状态，达到总成本最小的目的，综合成本C
PIES
由购电成本C
e,t
、购气成本C
gas,t
和储能调用成本C
ss,t
组成，具体表达式为：
[0028][0029]1)购电成本：
[0030]C
e,t
＝α
b,t
max{0,E
t
}+α
s,t
min{0,E
t
}+E
1,t
α
w,t
[0031]式中：E
t
为t时刻与配电网交互的联络线功率；E
1,t
为t时刻风电的输出功率；α
b,t
为从配电网购入的电价；α
w,t
为风电上网电价；α
s,t
为向配电网售电的电价；
[0032]2)购气成本：
[0033]C
gas,t
＝βG
t
[0034]式中：G
t
为t时刻购入的天然气经热值换算成的功率；β为单位功率的天然气价格；
[0035]3)储能调用成本：
[0036]C
ss,t
＝(E
d,t
+E
c,t
+H
d,t
+H
c,t
)α
ss
[0037]式中：H
c,t
和H
d,t
分别为蓄热装置储热和放热功率；α
ss
为单位功率的调用成本。
[0038]所述的步骤2中，可调度资源包括风电、光伏、微型燃气轮机、蓄电池储能、柔性负荷以及园区综合能源的联络线功率，利用可调度资源建立配电网多目标优化调度模型，以调度成本C
ADN
、负荷曲线方差D和可再生能源弃电量R为优化目标；
[0039]调度成本C
ADN
由分布式发电购电成本C
DG,t
、储能设备调用成本C
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合能源配电网多目标优化调度方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤1：建立园区综合能源系统协调调度模型；步骤2：建立配电网系统多目标优化调度模型；步骤3：结合粒子群算法对配电网系统多目标优化调度模型求解，得出最优方案；步骤4：基于ATC法的整体模型求解。2.如权利要求1所述的一种综合能源配电网多目标优化调度方法，其特征在于：所述的步骤1中，园区综合能源系统(PIES)的系统结构为：园区综合能源系统(PIES)由各类能量储存和转化元件、能量传输母线和负荷构成，与上级电网和天然气网进行电能和天然气交互，能量存储和转化设备包含风电、热电联产(CHP)机组、吸收式制冷机、燃气锅炉、蓄热装置、电制冷机和蓄电池，负荷包括电负荷、热负荷和冷负荷，园区综合能源系统各设备的详细模型如下：1)热电联产机组包括燃气轮机和余热收集装置，吸收天然气并将其转化为热能和电能，其表达式为：式中：E
CHP,t
和H
CHP,t
分别为热电联产机组t时刻产生的电能和热能；η
ge
和η
gh
分别为热电联产机组的产电和产热效率；G
1,t
为t时刻热电联产机组吸收天然气转化成的能量；2)燃气锅炉吸收天然气产热供给热负荷，其表达式为：H
GB,t
＝G
2,t
η
h
式中H
GB,t
为燃气锅炉t时刻产生的热能；η
h
为燃气锅炉的产热效率；G
2,t
为t时刻燃气锅炉吸收天然气转化成的能量；3)电制冷机吸收电能制冷，其表达式为：C
ER,t
＝E
2,t
η
c
式中：C
ER,t
为电制冷机t时刻产生的冷能；E
2,t
为吸收的电能；η
c
为制冷效率；4)吸收式制冷机吸收电能制冷，其表达式为：C
AC,t
＝H
2,t
η
hc
式中：C
AC,t
为吸收式制冷机t时刻产生的冷能；H
2,t
为吸收式制冷机t时刻吸收的热能；η
hc
为转换效率；5)蓄电池储能吸收电能或放出电能，存储量约束表达式为：式中：W
t
为蓄电池t时刻存储的电能；E
c,t
和E
d,f
分别为蓄电池t时刻的充电和放电功率；η
ch
和η
dis
分别为充电和放电效率；σ为能量自损率，W
max
和W
min
分别为蓄电池存储量的上限和下限；W0和W
T
分别为调度初始时刻和结束时刻T的存储量；充放电约束为：
式中E
c,max
和E
c,min
分别为蓄电池充电功率E
c,t
的上限和下限；E
d,max
和E
d,min
分别为蓄电池放电功率E
d,t
的上限和下限；I
c,t
和I
d,t
分别为蓄电池t时刻储能充电和放电的状态变量。园区综合能源系统(PIES)的目标函数和约束条件为：园区综合能源系统是一个集中控制的系统，运营商协调各设备在各时段的出力，使系统处于最优运行状态，达到总成本最小的目的，综合成本C
PIES
由购电成本C
e,t
、购气成本C
gas,t
和储能调用成本C
ss,t
组成，具体表达式为：1)购电成本：C
e,t
＝α
b,t
max{0,E
t
}+α
s,t
min{0,E
t
}+E
1,t
α
w,t
式中：E
t
为t时刻与配电网交互的联络线功率；E
1,t
为t时刻风电的输出功率；α
b,t
为从配电网购入的电价；α
w,t
为风电上网电价；α
s,t
为向配电网售电的电价；2)购气成本：C
gas,t
＝βG
t
式中：G
t
为t时刻购入的天然气经热值换算成的功率；β为单位功率的天然气价格；3)储能调用成本：C
ss,t
＝(E

【专利技术属性】
技术研发人员：胡扬宇，杨明杰，千海霞，刘芳，訾小娜，王效孟，王兴凯，王丹文，史亮，郭琳，童晓阳，席俊烨，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司焦作供电公司，
类型：发明
国别省市：