一种考虑冷热电多能流的多时间尺度协调控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及混合储能系统控制技术领域，是一种考虑冷热电多能流的多时间尺度协调控制方法及系统，其前者包括以下步骤：建立日前滚动优化控制模型，导入日前可再生能源和负荷预测结果，得到日前优化调度结果；建立日内滚动调整模型，平衡综合能源系统的各组件数据；建立实时协调控制模型，基于日内滚动调整模型对蓄电池的调度结果对混合储能系统功率分配进行调节再分配；本发明专利技术通过设置日前滚动优化控制模型

【技术实现步骤摘要】
一种考虑冷热电多能流的多时间尺度协调控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及混合储能系统控制
，尤其涉及一种考虑冷热电多能流的多时间尺度协调控制方法及系统
。

技术介绍

[0002]可再生能源的开发和应用对于减少碳排放和缓解气候变化至关重要
。
然而，可再生能源系统的高投资成本往往无法实现预期的经济效益
。
因此，可再生能源与传统能源技术的结合是一条有效的技术路线，可以提供高效的能源利用效率和低碳排放，以满足日益增长的能源需求，也可以为用户方提供价格合理的能源产品
。
[0003]将混合储能系统参与到包括冷热电三联供
(CCHP)
系统和可再生能源
(RES)
在内的综合能源系统
(IES)
是一种可行且有效的方法
。
综合能源系统由若干组件共同组成，各组件之间通过物理连接紧密耦合，并且运行过程中具有多种运行模式，是一个复杂的系统
。
考虑到热能和电能的不同时间响应特性，在一定的运行条件下，电力系统可能很快达到稳定状态，而热力系统仍处于寻求稳定的过程中
。
因此，电力系统和热力系统在不同的时间尺度上运行
。
另一方面，可再生能源的波动性和随机性导致微电网系统
(MG)
的调节压力增加，系统的运行风险增加，系统运行的经济效益降低
。
考虑到这些障碍，如何优化综合能源系统的运行是一项具有挑战性的任务
。/>
技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种考虑冷热电多能流的多时间尺度协调控制方法及系统，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有微电网系统使用可再生能源存在的波动性和随机性导致微电网系统运行风险增加的问题
。
[0005]为解决上述问题，本专利技术技术方案之一是通过以下方式来实现的：一种考虑冷热电多能流的多时间尺度协调控制方法，包括以下步骤：
[0006]S10
，建立日前滚动优化控制模型，导入日前可再生能源和负荷预测结果，得到日前优化调度结果；
[0007]S20
，建立日内滚动调整模型，平衡综合能源系统的各组件数据；其中各组件数据包括可再生能源的随机波动以及日内热负荷
、
冷负荷和电力负荷的随机性变化量；
[0008]S30
，建立实时协调控制模型，基于日内滚动调整模型对蓄电池的调度结果对混合储能系统功率分配进行调节再分配
。
[0009]上述建立日前滚动优化控制模型，导入日前可再生能源和负荷预测结果，得到日前优化调度结果，包括：
[0010]S11
，输入日前预测数据；其中，日前预测数据包括风机
、
光伏
、
电热气负荷
、
电价和天然气价格数据；
[0011]S12
，从
t1
＝0开始，运行优化目标；
[0012]S13
，给出调度计划；
[0013]S14
，以1小时为时间间隔，即
t1
＝
t1+1
小时；
[0014]S15
，判断
t1
是否等于
24
小时；
[0015]S16
，响应于否，则重复运行优化目标
。
[0016]上述运行优化目标，包括：一次能源消耗
PEC、
碳排放量
CDE
和运行费用
COST
；
[0017]a、
一次能源消耗
PEC
[0018]在
FEL
模式与
FTL
模式下的
PEC
计算分别如下：
[0019][0020][0021]式中，
p
f
和
p
e
分别为天然气和电能的一次能源转换系数；和分别为
t
时刻在
FEL
和
FTL
模式下的一次能源消耗；和分别为
t
时刻在
FEL
和
FTL
模式下的燃料能量消耗；为
t
时刻电网提供的电能；
[0022]b、
碳排放量
CDE
[0023]计算方式如下：
[0024][0025][0026]式中，
μ
f
和
μ
e
分别为天然气和电能的碳排放系数，和分别为
t
时刻在
FEL
和
FTL
模式下的碳排放量
CDE
；
[0027]c、
运行费用
COST
[0028]计算方式如下：
[0029][0030][0031]式中，
C
f
天然气单位价格，
C
e
从电网购电的单位价格，
C
c
碳税单价，和分别为
t
时刻在
FEL
和
FTL
模式下的运行费用
。
[0032]上述运行优化目标，还包括引入对比系统热电分离生产系统
SP
作为综合评级指标
IPC
，具体为：
[0033]热电分离生产系统
SP
的一次能源消耗量
PEC
通过下式计算：
[0034][0035]式中，为
t
时刻热电分离生产系统的一次能源消耗，为电网提供给热电分离生产系统的电能，为燃气燃烧所消耗的燃料；
[0036]热电分离生产系统
SP
的碳排放量
CDE
计算如下：
[0037][0038]式中，为
t
时刻热电分离生产系统产生的碳排放量；
[0039]热电分离生产系统
SP
的运行花费
COST
计算如下：
[0040][0041]式中，为
t
时刻热电分离生产系统的运行花费；
[0042]综合评价指标
IPC
计算如下：
[0043][0044]式中，为
t
时刻综合能源系统的综合评价指标，
ω1、
ω2和
ω3分别为一次能源消耗
、
碳排放量和运行费用的权重系数；
[0045]日前滚动优化控制模型的优化方程如下：
[0046][0047]上述建立日内滚动调整模型，平衡综合能源系统的各组件数据，包括：
[0048]S21
，判断
t1
是否等于
24
小时，响应于是；
[0049]S22
，从
t2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种考虑冷热电多能流的多时间尺度协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10
，建立日前滚动优化控制模型，导入日前可再生能源和负荷预测结果，得到日前优化调度结果；
S20
，建立日内滚动调整模型，平衡综合能源系统的各组件数据；其中各组件数据包括可再生能源的随机波动以及日内热负荷
、
冷负荷和电力负荷的随机性变化量；
S30
，建立实时协调控制模型，基于日内滚动调整模型对蓄电池的调度结果对混合储能系统功率分配进行调节再分配
。2.
根据权利要求1所述的一种考虑冷热电多能流的多时间尺度协调控制方法，其特征在于，所述建立日前滚动优化控制模型，导入日前可再生能源和负荷预测结果，得到日前优化调度结果，包括：
S11
，输入日前预测数据；其中，日前预测数据包括风机
、
光伏
、
电热气负荷
、
电价和天然气价格数据；
S12
，从
t1
＝0开始，运行优化目标；
S13
，给出调度计划；
S14
，以1小时为时间间隔，即
t1
＝
t1+1
小时；
S15
，判断
t1
是否等于
24
小时；
S16
，响应于否，则重复运行优化目标
。3.
根据权利要求2所述的一种考虑冷热电多能流的多时间尺度协调控制方法，其特征在于，所述运行优化目标，包括：一次能源消耗
PEC、
碳排放量
CDE
和运行费用
COST
；
a、
一次能源消耗
PEC
在
FEL
模式与
FTL
模式下的
PEC
计算分别如下：计算分别如下：式中，
p
f
和
p
e
分别为天然气和电能的一次能源转换系数；和分别为
t
时刻在
FEL
和
FTL
模式下的一次能源消耗；和分别为
t
时刻在
FEL
和
FTL
模式下的燃料能量消耗；为
t
时刻电网提供的电能；
b、
碳排放量
CDE
计算方式如下：计算方式如下：式中，
μ
f
和
μ
e
分别为天然气和电能的碳排放系数，和分别为
t
时刻在
FEL
和
FTL
模式下的碳排放量
CDE
；
c、
运行费用
COST
计算方式如下：计算方式如下：
式中，
C
f
天然气单位价格，
C
e
从电网购电的单位价格，
C
c
碳税单价，和分别为
t
时刻在
FEL
和
FTL
模式下的运行费用
。4.
根据权利要求2所述的一种考虑冷热电多能流的多时间尺度协调控制方法，其特征在于，所述运行优化目标，还包括引入对比系统热电分离生产系统
SP
作为综合评级指标
IPC
，具体为：热电分离生产系统
SP
的一次能源消耗量
PEC
通过下式计算：式中，为
t
时刻热电分离生产系统的一次能源消耗，为电网提供给热电分离生产系统的电能，为燃气燃烧所消耗的燃料；热电分离生产系统
SP
的碳排放量
CDE
计算如下：式中，为
t
时刻热电分离生产系统产生的碳排放量；热电分离生产系统
S...

【专利技术属性】
技术研发人员：范迪龙，马振祺，任浩栋，张家午，张光儒，陈杰，张艳丽，赵军，李雪垠，张凯，朱亮，杨军亭，蒋臣，张秀斌，高磊，孙巍巍，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：