一种考虑多类型储能资源的能源优化调度方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及能源控制技术领域，具体为一种考虑多类型储能资源的能源优化调度方法及系统。首先，构建各种能量转换设备和实体储能装置的运行模型；接着，构建供热网和天然气网的虚拟储能模型和综合需求响应模型；在此基础上，提出考虑多类型储能资源的电

【技术实现步骤摘要】
一种考虑多类型储能资源的能源优化调度方法及系统


[0001]本专利技术涉及能源控制
，具体为一种考虑多类型储能资源的能源优化调度方法及系统。

技术介绍

[0002]现有研究对综合能源系统的优化运行、供热网和供气网的动态特性已进行了深入的研究，并探究了需求响应在综合能源系统中降本增效的能力。然而，将三者统一视为广义虚拟储能应用于电
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热
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气综合能源系统的联合协同优化调度的研究还比较缺乏。此外，综合能源系统中通常具有电、热、气等多能实体储能装置，目前已有一些研究证明了综合需求响应和多能源实体储能装置等多类型储能资源可以提高综合能源系统的运行灵活性。因此如果能够挖掘管道的储能潜力，就可以进一步提高系统的灵活性，降低系统的运行成本。在此背景下，如何构建电
‑
热
‑
气综合能源系统的综合需求响应和管道虚拟储能运行模型以及考虑多类型储能资源的电
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热
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气综合能源系统优化调度模型，并提出相应的求解方法，是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0003]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0004]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0005]因此，本专利技术解决的技术问题是：构建多类型储能资源系统的优化调度模型，提升多类型能源储能系统管道的储能潜力，提高系统的运行灵活性，降低系统的运行成本。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：构建能量转换设备和实体储能装置的运行模型；构建供热网和天然气网的虚拟储能模型和综合需求响应模型；建立多类型储能资源的电
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热
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气综合能源系统优化调度模型。
[0007]作为本专利技术所述一种考虑多类型储能资源的能源优化调度方法的一种优选方案，其中：所述运行模型包括，电
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热
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气综合能源系统中能量转换设备由热电联产机组、电转气装置、电加热器、风电和光伏组成。
[0008]作为本专利技术所述一种考虑多类型储能资源的能源优化调度方法的一种优选方案，其中：所述响应模型包括，供热网虚拟储能模型中热网节点热功率模型，热网节点温度混合模型，热网管道动态传热模型以及用户对温度要求的模糊性。
[0009]作为本专利技术所述一种考虑多类型储能资源的能源优化调度方法的一种优选方案，其中：所述优化调度模型包括，考虑多类型储能资源的电
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热
‑
气综合能源系统优化调度模型以系统总运行成本最低为目标函数，具体如下：
[0010]min(C
tot
)＝C
buy
+C
ECD
+C
ESD
+C
IDR
[0011][0012][0013][0014][0015]其中，C
tot
为该系统总的运行成本，C
buy
为购电和购气总成本，C
ECD
为能量转换装置运行成本，C
ESD
为储能装置运行成本，C
IDR
为综合需求响应补偿成本，C
grid，t
为t时段的电价，P
grid，t
为t时段购电功率，C
gas，t
为t时段的天然气价格，P
gas，t
为t时段购气功率，C
CHP
为热电联产机组单位发电量所需成本，P
CHP，t
为热电联产机组在t时段的发电功率，C
P2G
为电转气装置消耗单位电功率所需成本，P
P2G，t
为电转气装置在t时段消耗的电功率，C
EH
为电加热器消耗单位电功率所需成本，P
EH，t
为电加热器在t时段消耗的电功率，C
WTG
为风电机组单位发电成本，P
WTG，t
为风电机组在t时段总的发电功率，C
PV
为光伏机组单位发电成本，P
PV，t
为光伏机组在t时段总的发电功率，C
ESS
为储电装置单位充放电的运行成本，C
TSS
为储热装置单位充放热的运行成本，C
GSS
为储气装置单位充放气的运行成本，和分别为可中断电负荷、热负荷和气负荷的响应成本，和为参与响应的可中断电负荷、热负荷和气负荷量。
[0016]作为本专利技术所述一种考虑多类型储能资源的能源优化调度方法的一种优选方案，其中：所述优化模型还包括约束条件，所述约束条件包括，配电网潮流约束、节点功率平衡约束、线路容量约束、热源约束、换热站约束、气体流量约束、气源约束、节点压力约束、节点的气体流量约束、储能装置约束以及能量转换设备约束，在建立约束条件后，通过CPLEX商用求解器求解；
[0017]所述配电网潮流约束具体如下：
[0018][0019][0020][0021][0022][0023]将配电网潮流约束中公式进行处理，处理后的潮流约束如下：
[0024][0025][0026][0027][0028]其中，和分别是DN中从节点n开始和结束的分支集，Ω
node
和Ω
line
分别是DN中的节点和分支的集合，为节点n在t时刻的输出功率，为节点n在t时刻的输出功率，和分别为节点n的电压、支路L的电流、支路L的功率、支路L在t时刻的电阻，为支路L的电流平方，为节点n的电压平方；和分别为和的上限；
[0029]所述节点功率平衡约束具体如下：
[0030]P
grid，t
+P
pv，t
+P
w，t
+P
chp，t
+P
Edis，t
＝L
e，t
+P
Ec，t
+P
EH，t
+P
P2G，t
[0031]其中，P
grid，t
为t时刻向电网购电功率、P
pv，t
为t时刻光伏机组的出力、P
w，t
为t时刻风电机组的出力、P
chp，t
为t时刻热电联产机组的出力、P
Edis，t
和P
Ec，t
为t时刻储电装置的放电功率和充电功率、L
e，t
为t时刻的电负荷、P
EH，t
为t时刻的电加热器的耗电功率、P
P2G，t
为t时刻的电转气装置的耗电功率；
[0032]所述线路容量约束具体如下：
[0033][0034]其中，P
line，max
为支路L的功率的上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑多类型储能资源的能源优化调度方法，其特征在于：包括，构建能量转换设备和实体储能装置的运行模型；构建供热网和天然气网的虚拟储能模型和综合需求响应模型；建立多类型储能资源的电
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热
‑
气综合能源系统优化调度模型。2.如权利要求1所述的一种考虑多类型储能资源的能源优化调度方法，其特征在于：所述运行模型包括，电
‑
热
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气综合能源系统中能量转换设备由热电联产机组、电转气装置、电加热器、风电和光伏组成。3.如权利要求2所述的一种考虑多类型储能资源的能源优化调度方法，其特征在于：所述响应模型包括，供热网虚拟储能模型中热网节点热功率模型，热网节点温度混合模型，热网管道动态传热模型以及用户对温度要求的模糊性。4.如权利要求3所述的一种考虑多类型储能资源的能源优化调度方法，其特征在于：所述优化调度模型包括，考虑多类型储能资源的电
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热
‑
气综合能源系统优化调度模型以系统总运行成本最低为目标函数，具体如下：min(C
tot
)＝C
buy
+C
ECD
+C
ESD
+C
IDRIDRIDRIDR
其中，C
tot
为该系统总的运行成本，C
buy
为购电和购气总成本，C
ECD
为能量转换装置运行成本，C
ESD
为储能装置运行成本，C
IDR
为综合需求响应补偿成本，C
grid,t
为t时段的电价，P
grid,t
为t时段购电功率，C
gas,t
为t时段的天然气价格，P
gas,t
为t时段购气功率，C
CHP
为热电联产机组单位发电量所需成本，P
CHP,t
为热电联产机组在t时段的发电功率，C
P2G
为电转气装置消耗单位电功率所需成本，P
P2G,t
为电转气装置在t时段消耗的电功率，C
EH
为电加热器消耗单位电功率所需成本，P
EH,t
为电加热器在t时段消耗的电功率，C
WTG
为风电机组单位发电成本，P
WTG,t
为风电机组在t时段总的发电功率，C
PV
为光伏机组单位发电成本，P
PV,t
为光伏机组在t时段总的发电功率，C
ESS
为储电装置单位充放电的运行成本，C
TSS
为储热装置单位充放热的运行成本，C
GSS
为储气装置单位充放气的运行成本，和分别为可中断电负荷、热负荷和气负荷的响应成本，和为参与响应的可中断电负荷、热负荷和气负荷量。5.如权利要求4所述的一种考虑多类型储能资源的能源优化调度方法，其特征在于：所述优化模型还包括约束条件，所述约束条件包括，配电网潮流约束、节点功率平衡约束、线
路容量约束、热源约束、换热站约束、气体流量约束、气源约束、节点压力约束、节点的气体流量约束、储能装置约束以及能量转换设备约束，在建立约束条件后，通过CPLEX商用求解器求解；所述配电网潮流约束具体如下：所述配电网潮流约束具体如下：所述配电网潮流约束具体如下：所述配电网潮流约束具体如下：所述配电网潮流约束具体如下：将配电网潮流约束中公式进行处理，处理后的潮流约束如下：将配电网潮流约束中公式进行处理，处理后的潮流约束如下：将配电网潮流约束中公式进行处理，处理后的潮流约束如下：将配电网潮流约束中公式进行处理，处理后的潮流约束如下：其中，和分别是DN中从节点n开始和结束的分支集；Ω
node
和Ω
line
分别是DN中的节点和分支的集合；为节点n在t时刻的输出功率；为节点n在t时刻的输出功率；和分别为节点n的电压、支路L的电流、支路L的功率、支路L在t时刻的电阻；为支路L的电流平方；为节点n的电压平方；和分别为和的上限；所述节点功率平衡约束具体如下：P
grid,t
+P
pv,t
+P
w,t
+P
chp,t
+P
Edis,t
＝L
e,t
+P
Ec,t
+P
EH,t
+P
P2G,t
其中，P
grid,t
为t时刻向电网购电功率、P
pv,t
为t时刻光伏机组的出力、P
w,t
为t时刻风电机组的出力、P
chp,t
为t时刻热电联产机组的出力、P
Edis,t
和P
Ec,t
为t时刻储电装置的放电功率和充电功率、L
e,t
为t时刻的电负荷、P
EH,t
为t时刻的电加热器的耗电功率、P
P2G,t
为t时刻的电转气装置的耗电功率；所述线路容量约束具体如下：其中，P
line,max
为支路L的功率的上限值。6.如权利要求5所述的一种考虑多类型储能资源的能源优化调度方法，其特征在于：所述热源约束具体如下：
其中，为t时刻输入供热系统的总热功率，为t时刻输入节点n的热功率，c
w
表示比热容，为t时刻热源节点n的供水温度，为t时刻节点n的回水温度，为t时刻的总的热损耗，为节点n供水温度上限，C
n
为节点n的CHP集合，E
n
为节点n的EH集合，为第c个CHP的供热量；为第e个EH的供热量；所述热换站约束具体如下：其中，为t时刻的全部热负荷，节点n在t时刻的热负荷，表示在节点n的供水管道出口温度，表示在节点n的回水管道入口温度；所述气体流量约束具体公式如下：所述气体流量约束具体公式如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆生，张裕，朱永清，龙家焕，葛明阳，董树锋，杨婕睿，李震，张兆丰，罗宁，王斌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：