一种多微网能源系统运行策略的确定方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多微网能源系统运行策略的确定方法，该方法包括：先构建包括季节性氢储模型和需求响应模型的综合能源系统，所述季节性氢储模型包括长时氢储和短时氢储以及对应的电氢耦合设备；然后基于同一配电区域的多个综合能源系统构建出多微网能源系统对应的多微网电能交互模型及其目标函数；接着基于用户侧目标函数

【技术实现步骤摘要】
一种多微网能源系统运行策略的确定方法


[0001]本专利技术属于能源
，具体涉及一种多微网能源系统运行策略的确定方法
。

技术介绍

[0002]当前在“双碳”战略指标的引导下，发展以风光为代表的清洁
、
高效的可再生能源是未来能源发展的主流，综合能源系统
(integrated energy system
，
IES)
能够实现不同能源间的相互转换，从而减少微网内可再生能源的丢弃现象，此外，在综合能源系统中考虑用户的需求响应行为可有效改善用户和系统的运行效益，对风光等可再生能源的就地消纳起到促进作用
。
[0003]在当前传统的综合能源系统中仅仅有单个综合能源系统运营商与用户侧进行研究，并未对过个综合能源系统之间的交互进行讨论，而当多个综合能源系统接入到同一个配电区域时，会形成多微网能源系统（
multi
‑
microgrid energy system
，
MMES
），多微网能源系统中各微网之间能够形成电力通道从而进行能源传输，使可再生能源得到进一步的消纳，提高系统整体经济性，但能源综合系统中的储能装置均为常规储能，并未对可再生能源的季节性存储进行考虑，导致综合能源系统中能源的季节性供需不平衡，增加了能源的浪费提升了综合能源系统运营成本
。
[0004]因此，如何降低综合能源系统中能源的季节性供需不平衡度，减少能源的浪费以及降低综合能源系统的运营成本，是本领域技术人员有待解决的技术问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中综合能源系统中能源的季节性供需不平衡
、
能源浪费较大的技术问题
。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术提供了一种多微网能源系统运行策略的确定方法，该方法包括：
[0007]构建包括季节性氢储模型和需求响应模型的综合能源系统，所述季节性氢储模型包括长时氢储和短时氢储以及对应的电氢耦合设备；
[0008]基于同一配电区域的多个综合能源系统构建出多微网能源系统对应的多微网电能交互模型及其目标函数；
[0009]基于用户侧目标函数
、
所述多微网电能交互模型及其目标函数确定所述多微网能源系统运行策略
。
[0010]进一步地，所述长时氢储在一个典型日内仅能充氢或放氢，在不同典型日间进行充放氢以进行日间能源交互，所述长时氢储在第一个典型日的容量运行约束如下式所示：
[0011]；
[0012]式中，为长时氢储在第一个典型日
t
时刻的储能值，为，和分别为第一个典型日下
t
时刻长时氢储充氢和放氢值，和分别为长时氢储的充放氢效率，为单位时间步长1小时
。
[0013]进一步地，所述长时氢储在非第一个典型日的容量运行约束如下式所示：
[0014]；
[0015]式中，为长时氢储在第
w
个典型日
t
时刻的储能值，和分别为第
w
个典型日下
t
时刻长时氢储充氢和放氢值，为长时氢储的自释放速率，为第
w
‑1个典型日发生的概率，
W
为最大典型日数，为，为，为，为，为
。
[0016]进一步地，所述长时氢储在各典型日下的最大充放氢约束如下式所示：
[0017]；
[0018]式中，为
LTHS
能量倍率，为
LTHS
的容量大小，为
。
[0019]进一步地，所述长时氢储的充放氢约束如下所示：
[0020]；
[0021] ；
[0022]式中，和分别为长时氢储的充氢状态变量和放氢状态变量，为0‑1变量；和分别为长时氢储的充
、
放氢变量，用来限制长时氢储在每个典型日仅能有一个充放状态，为0‑1变量
。
[0023]进一步地，所述短时氢储用于日内能源交互，其运行模型如下所示：
[0024]；
[0025]式中，为短时氢储在第
w
个典型日
t
时刻的容量值，为短时氢储的自释放速率，和分别为短时氢储在第
w
个典型日
t
时刻的充
、
放氢功率，和分别为短时氢储的充
、
放氢效率，和分别为短时氢储的充
、
放氢状态变量，为0‑1变量，为短时氢储的能量倍率，
T
为调度总时段，为短时氢储的容量值大小
。
[0026]进一步地，所述电氢耦合设备包括电解槽装置和燃料电池，其对应的运行模型如下式所示：
[0027]；
[0028]；
[0029]式中，为电解槽装置在第
w
个典型日
t
时刻输出的氢功率，和分别为电解槽装置的电制氢效率和余热利用效率，和分别为电解槽装置在第
w
个典型日
t
时刻消耗的电功率和产生的热功率，为燃料电池在第
w
个典型日
t
时刻消耗的氢功率，和分别为燃料电池在第
w
个典型日
t
时刻产生的电功率和热功率，和分别为燃料电池的氢制电效率和余热利用效率
。
[0030]进一步地，所述需求响应模型包括电负荷需求响应模型和热负荷需求响应模型，
其中，电负荷需求响应模型如下所示：
[0031]；
[0032]；
[0033]；
[0034]；
[0035]式中，和分别为用户在第
w
个典型日
t
时刻实际使用的电负荷和基础负荷；和分别为用户在第
w
个典型日
t
时刻的转移电负荷和削减电负荷，为用户的可削减系数，为负荷可转移上限；
[0036]热负荷需求需求响应模型为：
[0037]；
[0038]；
[0039]式中，和分别为用户在第
w
个典型日
t
时刻最小和最大热负荷功率，和分别为水的比热容和密度，为第
w
个典型日
t
时刻加入的冷水体积，表示水的初始温度，为第
w
个典型日
t
时刻的热水负荷功率
。
[0040]进一步地，所述多微网电能交互模型具体如下式所示：
[0041]；
[0042]；
[0043]；
[0044]；
[0045]式中，
、、
和分别为多微网能源系统出售能源获得的利润
、
向外部能源网络购买能源成本
、
运行成本和用户负荷削减成本，
n...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多微网能源系统运行策略的确定方法，其特征在于，所述方法包括：构建包括季节性氢储模型和需求响应模型的综合能源系统，所述季节性氢储模型包括长时氢储和短时氢储以及对应的电氢耦合设备；基于同一配电区域的多个综合能源系统构建出多微网能源系统对应的多微网电能交互模型及其目标函数；基于用户侧目标函数
、
所述多微网电能交互模型及其目标函数确定所述多微网能源系统运行策略
。2.
如权利要求1所述的多微网能源系统运行策略的确定方法，其特征在于，所述长时氢储在一个典型日内仅能充氢或放氢，在不同典型日间进行充放氢以进行日间能源交互，所述长时氢储在第一个典型日的容量运行约束如下式所示：式中，为长时氢储在第一个典型日
t
时刻的储能值，为，和分别为第一个典型日下
t
时刻长时氢储充氢和放氢值，
η
LTHS,+
和
η
LTHS,
‑
分别为长时氢储的充放氢效率，
Δ
t
为单位时间步长1小时
。3.
如权利要求2所述的多微网能源系统运行策略的确定方法，其特征在于，所述长时氢储在非第一个典型日的容量运行约束如下式所示：式中，为长时氢储在第
w
个典型日
t
时刻的储能值，和分别为第
w
个典型日下
t
时刻长时氢储充氢和放氢值，为长时氢储的自释放速率，
p(w
‑
1)
为第
w
‑1个典型日发生的概率，
W
为最大典型日数，为，
Δ
t
为，为，为，为
。4.
如权利要求3所述的多微网能源系统运行策略的确定方法，其特征在于，所述长时氢储在各典型日下的最大充放氢约束如下式所示：式中，
β
LTHS
为
LTHS
能量倍率，
C
LTHS
为
LTHS
的容量大小，为
。
5.
如权利要求4所述的多微网能源系统运行策略的确定方法，其特征在于，所述长时氢储的充放氢约束如下所示：储的充放氢约束如下所示：式中，和分别为长时氢储的充氢状态变量和放氢状态变量，为0‑1变量；和分别为长时氢储的充
、
放氢变量，用来限制长时氢储在每个典型日仅能有一个充放状态，为0‑1变量
。6.
如权利要求1所述的多微网能源系统运行策略的确定方法，其特征在于，所述短时氢储用于日内能源交互，其运行模型如下所示：式中，为短时氢储在第
w
个典型日
t
时刻的容量值，为短时氢储的自释放速率，和分别为短时氢储在第
w
个典型日
t
时刻的充
、
放氢功率，
η
STHS,+
和
η
STHS,
‑
分别为短时氢储的充
、
放氢效率，
μ
STHS,+
和
μ
STHS,
‑
分别为短时氢储的充
、
放氢状态变量，为0‑1变量，
β
STHS
为短时氢储的能量倍率，
T
为调度总时段，
C
STHS
为短时氢储的容量值大小
。7.
如权利要求1所述的多微网能源系统运行策略的确定方法，其特征在于，所述电氢耦合设备包括电解槽装置和燃料电池，其对应的运行模型如下式所示：合设备包括电解槽装置和燃料电池，其对应的运行模型如下式所示：式中，为电解槽装置在第
w
个典型日
t
时刻输出的氢功率，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：田超，杨博，刘飞，张海峰，郭璐，宋承鹏，魏勇强，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司果洛供电公司，
类型：发明
国别省市：