[發明專利]含壓縮空氣儲能的綜合能源系統優化配置方法及裝置

在審

• 申請號: 201711207374.0
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107992966A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 梅生偉;陳來軍;薛小代;盧強
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張潤

技術領域

本發明涉及新能源發電系統技術領域，特別涉及一種含壓縮空氣儲能的綜合能源系統優化配置方法及裝置。

背景技術

由于可再生能源本身的波動性及傳統電網中市場機制不健全等問題，雖然我國的分布式可再生能源發電容量增長迅速，但消納形勢非常嚴峻。利用多能互補方式調節消納可再生能源的綜合能源系統成為了關注熱點。在我國，建立全面覆蓋水電氣熱力行業、比智能電網層次更高、規模更大的智能能源網，成立售電售熱一體化運營公司也已經提上日程。為了保證綜合能源系統中能源生產和消納的實時平衡，儲能單元的作用顯得異常重要。CAES(Compressed Air Energy Storage，壓縮空氣儲能)天然具備冷熱電三聯供特征，可實現多種能源相互配合、且CAES還具備綜合利用效率較高、建設限制條件少以及環境友好等特點，在微能源網的發展建設中具有顯著優勢。

目前，對于CAES建模的研究包括：基于能量和功率等物理量建立CAES的簡化效率模型，基于CAES工作的熱力學過程建立詳細的熱力學模型。兼顧CAES的冷熱電聯供特性和規劃問題的求解，建立適用于綜合能源系統規劃問題的CAES模型是一個值得研究的問題。

對于綜合能源系統的規劃問題，由于其多耦合、非線性和多目標性的特點，建立多目標優化模型，利用智能算法求解比較常見。但利用多目標方法求解較為困難，在建模上亦存在一定局限性。實際上，綜合能源系統中各方以自身收益最大化為目標，既可能完全獨立決策，也可能通過與他人聯合共同決策，其決策形式存在較大不確定性。顯然，現有的多目標優化方法很難描述此類不確定情形。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種含壓縮空氣儲能的綜合能源系統優化配置方法，該方法可以更加符合實際市場情況，能為市場監管部門提供輔助。

本發明的另一個目的在于提出一種含壓縮空氣儲能的綜合能源系統優化配置裝置。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種含壓縮空氣儲能的綜合能源系統優化配置方法，包括以下步驟：建立適用于綜合能源系統規劃問題的壓縮空氣儲能CAES模型；將壓縮空氣儲能及其他分布式電源的投資者作為博弈參與者，以各自的容量為策略，并取其全壽命周期收入作為支付，建立綜合能源系統規劃的策略式博弈模型；根據多方所有可能的決策形式建立每種合作模式下的具體博弈模型；通過迭代搜索法進行求解，并對比分析各博弈模式下的Nash均衡，得到最優容量配置結果。

本發明實施例的含壓縮空氣儲能的綜合能源系統優化配置方法，可以通過使用博弈論這一工具，解決了多目標優化可能存在的缺乏客觀性和無法反映市場環境下各方多樣化決策的問題，從而具有更加符合實際市場情況，能為市場監管部門提供輔助，不僅可以為各獨立能源投資主體配置各自容量以最大化自身利益提供理論工具，而且也可以為監管組織者準確預測各投資主體的可能決策形式，并在此基礎上引導各投資者合理投資并發揮市場監管作用提供依據。

另外，根據本發明上述實施例的含壓縮空氣儲能的綜合能源系統優化配置方法及裝置還可以具有以下附加的技術特征：

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述建立適用于綜合能源系統規劃問題的壓縮空氣儲能CAES模型，進一步包括：A：不包含儲熱裝置和吸收式制冷機組部分的支付，其包括不包含儲熱裝置和吸收式制冷機組部分的年售電收入、年投資費用、年停電補償費用、年購電費用、年報廢收入、年運行維護費用、年輔助服務收入、年售熱收入、年購熱費用和年售冷收入；B：儲熱裝置的支付，其包括儲熱裝置的年售熱收入、年投資費用、年報廢收入、年運行維護費用；C：吸收式制冷機組的支付，其包括吸收式制冷機組的年售冷收入、年投資費用、年報廢收入、年運行維護費用。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述博弈參與者包括風電、光伏和CAES聯盟，且所述風電、所述光伏和所述CAES聯盟的策略分別為各自的容量，所述支付為所述博弈參與者的全壽命周期收入與全周期壽命費用或成本之差。

進一步地，在本發明的一個實施例中，所述風電、所述光伏和所述CAES聯盟共有五種可能的博弈模式，其分別為完全競爭的非合作博弈模式、兩個參與者合作另一個獨立決策的博弈模式以及三者完全合作組成總聯盟的博弈模式。