[發明專利]一種綜合能源微網優化規劃方法、微網結構及控制方法

有效

• 申請號: 201810496658.4
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108510131B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 孫宏斌;陳彬彬;夏天;郭慶來;吳文傳;王彬;張伯明;張明曄
• 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: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 王沖;吳鑫

本發明公開了一種綜合能源微網優化規劃方法，首先建立綜合能源微網的結構，并對其中的CCHP系統、燃氣鍋爐、電制冷機組、儲能裝置等設備進行建模，并從歷史數據中獲取典型日負荷曲線和可再生能源出力曲線，然后結合負荷的平衡約束、設備的特性約束以及新能源的出力約束，建立以包含儲能建設運維成本與系統運行成本的總成本最小為目標函數的儲能容量優化配置模型。通過求解該模型即可得到最佳的儲能容量，為實際綜合能源微網的儲能建設提供參考與支持。

技術領域

本發明涉及電力系統規劃領域，尤其涉及一種綜合能源微網優化規劃方法、微網結構及控制方法。

背景技術

近年來，綜合能源微網、區域能源互聯網等概念受到追捧，并在一些園區、島嶼等場景中得到應用。一般這些園區微網都會成立一個綜合能源供應商來滿足園區內的各個用戶的用能需求，用戶自己不直接并網，而是通過綜合能源供應商集體并網。在這種模式下，園區內的綜合能源供應商往往根據園區內的用戶用電規模與電壓等級，直接和電網公司簽訂供電協議。一般協議中會將電價分為兩部分，一部分直接與用電量掛鉤，另一部分則無關用電量大小，而由議定的用電規模決定，即整個園區接入電網的關口容量，因此稱為容量電價。綜合能源供應商為了降低成本，會盡可能減小關口容量。但是園區內用戶的用電量是不確定的，存在隨機波動，一旦關口功率越過關口容量，電網公司就會對綜合能源供應商收取懲罰性費用，更嚴重的是用于連接園區微網與大電網的關口變壓器可能會因為功率越限而燒毀，造成巨大損失。

另一方面，這些園區微網內部往往裝設分布式的可再生能源，在部分園區內其滲透率還可能較高。這種情況下，在園區的用電低谷時期，如果園區不是并網運行的，那么就很有可能無法消納全部的可再生能源出力，造成棄風棄光的現象。

引入儲能設備可有效解決上述兩個問題，實現對負荷的削峰填谷，增強系統的調節能力與可再生能源消納能力。但目前大多數園區微網在配置儲能設備時，其容量的確定往往是由工作人員通過以往的經驗來決定，未經優化規劃——容量配置小了會導致不能充分發揮儲能的作用，大了則會導致資源的浪費。另外，目前大多數園區的儲能通常采用鉛蓄電池、鋰電池等儲電設備實現，其最大的問題在于成本太高。隨著多能聯供技術(CHP、CCHP)的不斷發展，越來越多的園區微網采用冷、熱、電聯供的方式，即所謂的綜合能源微網，此時因為建立了電、熱、冷等能源形式之間的耦合關系，故在儲能形式上可采用成本更為低廉的儲熱、儲冷設備，實現更大的經濟效益。

發明內容

本發明的目的在于提供一種綜合能源微網儲能容量的優化規劃方法，首先建立綜合能源微網的各個設備模型、微網內負荷模型與可再生能源出力模型，然后引入儲能的投資與維護成本等因素，建立以系統建設運行總成本最小為目標函數的儲能容量優化配置模型。通過求解該模型即可確定最優的孤網運行模式的綜合能源微網的儲能容量，減小建設成本并提高資源利用率。

本發明的技術方案為：

一種綜合能源微網優化規劃方法，包括，

S100建立優化對象結構即含儲能的綜合能源微網結構；

S200建立綜合能源微網的設備模型、負荷模型與可再生能源出力模型；

S300建立綜合能源微網的儲能容量優化配置模型；

S400應用非線性規劃方法求解綜合能源微網的儲能容量優化配置模型。

進一步地，所述含儲能的綜合能源微網結構包括CCHP系統(即Combined CoolingHeating and Power系統，冷熱電聯產系統)，電制冷機組，可再生能源裝置，儲能裝置，用能負荷。

進一步地，所述綜合能源微網的設備模型包括CCHP系統模型、儲能設備模型、電制冷機組模型、燃氣鍋爐模型。

進一步地，所述CCHP系統模型包括燃氣輪機模型、余熱鍋爐模型、抽凝式汽輪機模型和溴化鋰機組模型。