一种综合能源系统的优化配置与灵活性提升方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种综合能源系统的优化配置与灵活性提升方法及装置，涉及综合能源系统配置灵活性技术领域，包括：接收单台机组可调性集合，将单台机组可调性集合进行叠加，得到多台机组可调性集合；基于多台机组可调性集合计算功率可调区间和全功率区间，得到电站灵活性；利用电站灵活性和可调性，获得灵活性计算流程；根据灵活性计算流程，以及配置不同额定功率的储能对电站灵活性的影响，得到对电站灵活性影响最大的配置储能的功率，将对电站灵活性影响最大的配置储能的功率设置为灵活性约束；将灵活性约束输入至预先建立的容量优化模型内，得到短时启停约束，通过减少短时启停约束从而达到对综合能源系统的优化配置与灵活性提升的效果。性提升的效果。性提升的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种综合能源系统的优化配置与灵活性提升方法及装置


[0001]本专利技术涉及综合能源系统配置灵活性
，具体的是一种综合能源系统的优化配置与灵活性提升方法及装置。

技术介绍

[0002]近些年来，由于气候变化引起的极端天气、自然灾害频发，世界各国纷纷将节能减排提上议程。我国的能源活动占碳排放总量的87％，占全部温室气体排放的73％。构建新型电力系统，推动电力低碳转型是当前发展的重中之重。然而，由于可再生能源渗透率不断增加，传统电力系统由“源随荷动”的确定性平衡模式向具有强不确定性、弱可控性，由可再生能源为主导的新型电力系统发展。储能作为近些年被研究的热门，在消峰填谷、平滑负荷、降低供电成本、提高系统稳定性等方面具有突出的优势。抽水蓄能(Pumped
‑
hydroStorage)作为当今发展历史最长、技术最成熟、单位容量成本最低的储能在电网中发挥着重要作用。有文献表明抽水蓄能在增加风电消纳的同时可显著减少风电随机性对电网的负面影响，经济效益显著。

技术实现思路

[0003]为解决上述
技术介绍
中提到的不足，本专利技术的目的在于提供一种综合能源系统的优化配置与灵活性提升方法及装置。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种综合能源系统的优化配置与灵活性提升方法，方法包括以下步骤：
[0005]接收单台机组可调性集合，其中，所述可调性为机组的功率调节能力；
[0006]将单台机组可调性集合进行叠加，得到多台机组可调性集合；
[0007]基于多台机组可调性集合计算功率可调区间和全功率区间，利用功率可调区间与全功率区间的比值，得到电站灵活性；
[0008]利用电站灵活性和可调性，获得灵活性计算流程；
[0009]根据灵活性计算流程，以及配置不同额定功率的储能对电站灵活性的影响，得到对电站灵活性影响最大的配置储能的功率，将对电站灵活性影响最大的配置储能的功率设置为灵活性约束；
[0010]将灵活性约束输入至预先建立的容量优化模型内，得到短时启停约束，通过减少短时启停约束从而达到对综合能源系统的优化配置与灵活性提升的效果。
[0011]优选地，所述单台机组可调性集合的计算公式如下：
[0012][a1,a2]‑
[b1,b2]＝[b1‑
a2,b2‑
a1][0013]其中，a1,a2代表初始运行状态功率区间，b1,b2代表调整后运行状态的功率区间，由式可见，单机组可调性由调节前后状态决定，每一个可能状态对应一个功率调节区间，映射至一个可调带，某一状态对应的所有可调带的集合组成该状态对应的单机组可调性集合，其中，所述可调带由一个功率中心与上下调节区间组成。
[0014]优选地，所述多台机组可调性集合的计算公式如下：
[0015][a1,a2]+[b1,b2]＝[a1+b1,a2+b2][0016]其中，a，b分别为单机组可调区间，且a＝[a1,a2]，b＝[b1,b2]；多台机组同时调度时将单台机组调节区间中各个元素分别相加形成多台机组可调性集合。
[0017]优选地，所述电站灵活性与当前机组运行状态紧密相关，不同工况下系统功率调度能力差距大，所述电站灵活性与可调性的调节方向无关。
[0018]优选地，所述电站灵活性与时间尺度选取无关，所述电站灵活性需考察多个电站状态的灵活性表现。
[0019]优选地，所述灵活性计算流程基于给定电站灵活性状态与可调性，遍历各个可调带获得。
[0020]优选地，所述灵活性约束的设置过程如下：
[0021]通过配置电池组成混合储能系统，在不考虑容量的前提下电池可增加可调带的功率调节带，进而改变系统灵活性；由于不同状态下系统灵活性不同，因此分别验证系统灵活性最大与最小的情形，考虑到机组故障、检修等情况，在四台机组正常运行的基础上加入由于故障仅能调度部分机组的情形，反映电站极端运行情况，得到配置储能的额定功率为灵活性约束。
[0022]优选地，所述容量优化模型的配置目标在于配置光伏、储能使得系统总成本最低，其中包含光伏、储能建设成本、电网功率交换收益、光伏发电额外收益；减少抽水蓄能短时启停的收益，且所述容量优化模型约束条件有光伏运行约束；储能运行功率约束以及逻辑约束；抽水蓄能运行约束有功率约束、启停约束、震荡区间约束、运行逻辑约束。
[0023]优选地，所述短时启停约束如下：
[0024][0025]式中，p
ess
为电池功率，用于减少抽水蓄能启停；p
phs
为抽水蓄能输出功率，p
pv
为光伏输出功率，p
agc
为调度指令，s为机组编号，总共S台机组，为短时启停决策变量，取1时表示当前时刻能够使用光伏、电池替代抽蓄发电从而减少启停，Δp为短时运行减少功率，为运行机组中最小功率，为减少启停对应机组的发电功率，数值上等于低功率区间调度功率减去Δp，M为预设系数。
[0026]第二方面，为了达到上述目的，本专利技术公开了一种综合能源系统的优化配置与灵活性提升装置，包括：
[0027]接收模块：用于接收单台机组可调性集合，其中，所述可调性为机组的功率调节能力；
[0028]叠加模块：用于将单台机组可调性集合进行叠加，得到多台机组可调性集合；
[0029]灵活性计算模块：用于基于多台机组可调性集合计算功率可调区间和全功率区间，利用功率可调区间与全功率区间的比值，得到电站灵活性；
[0030]计算流程模块：利用电站灵活性和可调性，获得灵活性计算流程；
[0031]灵活性约束计算模块：用于根据灵活性计算流程，以及配置不同额定功率的储能
对电站灵活性的影响，得到对电站灵活性影响最大的配置储能的功率，将对电站灵活性影响最大的配置储能的功率设置为灵活性约束；
[0032]提升模块：用于将灵活性约束输入至预先建立的容量优化模型内，得到短时启停约束，通过减少短时启停约束从而达到对综合能源系统的优化配置与灵活性提升的效果。
[0033]本专利技术的有益效果：
[0034]本专利技术创新性地给出了抽水蓄能的灵活性定义方式，通过区间运算与集合运算分别定义单机组与电站整体可调性，基于可调性给出灵活性计算方式与计算流程。在可调性定义基础上进行储能灵活性分析，获得理想储能配置区间。为了满足配置储能对抽水蓄能电站灵活性改善的目的，储能容量需要在一定区间才可以发挥作用。因此在计及灵活性基础上，以经济性最优为目标，考虑到实际运行若干约束的基础上进行光
‑
蓄
‑
储综合能源系统配置方案分析。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；
[0036]图1是本专利技术方法流程示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合能源系统的优化配置与灵活性提升方法，其特征在于，方法包括以下步骤：接收单台机组可调性集合，其中，所述可调性为机组的功率调节能力；将单台机组可调性集合进行叠加，得到多台机组可调性集合；基于多台机组可调性集合计算功率可调区间和全功率区间，利用功率可调区间与全功率区间的比值，得到电站灵活性；利用电站灵活性和可调性，获得灵活性计算流程；根据灵活性计算流程，以及配置不同额定功率的储能对电站灵活性的影响，得到对电站灵活性影响最大的配置储能的功率，将对电站灵活性影响最大的配置储能的功率设置为灵活性约束；将灵活性约束输入至预先建立的容量优化模型内，得到短时启停约束，通过建立短时启停约束从而达到对综合能源系统的优化配置与灵活性提升的效果。2.根据权利要求1所述的一种综合能源系统的优化配置与灵活性提升方法，其特征在于，所述单台机组可调性集合的计算公式如下：[a1,a2]
‑
[b1,b2]＝[b1‑
a2,b2‑
a1] (1)其中，a1,a2代表初始运行状态功率区间，b1,b2代表调整后运行状态的功率区间，由式可见，单机组可调性由调节前后状态决定，每一个可能状态对应一个功率调节区间，映射至一个可调带，某一状态对应的所有可调带的集合组成该状态对应的单机组可调性集合，其中，所述可调带由一个功率中心与上下调节区间组成。3.根据权利要求1所述的一种综合能源系统的优化配置与灵活性提升方法，其特征在于，所述多台机组可调性集合的计算公式如下：[a1,a2]+[b1,b2]＝[a1+b1,a2+b2] (3)其中，a，b分别为单机组可调区间，且a＝[a1,a2]，b＝[b1,b2]；多台机组同时调度时将单台机组调节区间中各个元素分别相加形成多台机组可调性集合。4.根据权利要求1所述的一种综合能源系统的优化配置与灵活性提升方法，其特征在于，所述电站灵活性与当前机组运行状态紧密相关，不同工况下系统功率调度能力差距大，所述电站灵活性与可调性的调节方向无关。5.根据权利要求4所述的一种综合能源系统的优化配置与灵活性提升方法，其特征在于，所述电站灵活性与时间尺度选取无关，所述电站灵活性需考察多个电站状态的灵活性表现。6.根据权利要求1所述的一种综合能源系统的优化配置与灵活性提升方法，其特征在于，所述灵活性计算流程基于给定电站灵活性状态与可调性，遍历各个可调带获得。7.根据权利要求1所述的一种综合能源系统的优化配置与灵活性提升方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新煜，夏鑫，孙召辉，潘子豪，马健凯，刘小明，王永卫，张立，郭洪振，
申请(专利权)人：山东泰山抽水蓄能有限公司，
类型：发明
国别省市：