[發明專利]基于內點法的綜合能源系統多場景優化分析方法

有效

• 申請號: 201810705118.2
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108960503B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 孫永輝;鐘永潔;翟蘇巍;王加強;呂欣欣
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 徐瑩

本發明提供了一種基于內點法的綜合能源系統多場景優化分析方法，首先基于能源集線器（HB）概念對以區域混合能源站為核心的能源耦合環節進行能源比例分配分析，分別建立ICES中PHGCS穩態數學模型；然后，提出考慮效率指標最大化、費用指標最小化、排放指標最小化及多目標綜合性能指標最優的多場景運行模式，建立不同負荷結構、多時段、多場景運行模式下的穩態優化分析模型；最后，在混合潮流的基礎上采用原對偶內點法對穩態優化分析模型進行求解，對ICES整體和分時段性能指標進行綜合分析，算例分析驗證本發明所提方法對ICES進行穩態計算和優化運行分析的有效性。

技術領域

本發明涉及一種區域綜合能源系統，具體涉及一種短期風電功率預測方法。

背景技術

隨著工業生產和居民生活對能源需求的日益增加，以及在能源危機與環境污染的雙重壓力下，如何優化能源資源配置、提高能源利用效率、減少環境污染、實現能源可持續發展是當今學術界和工業界共同關注的話題。區域綜合能源系統(ICES)的建設在世界范圍內引起了廣泛的關注，探究如何在環境友好的前提下提高能源使用率成為世界各國共同關注的問題。與傳統冷、熱、電分供系統相比，ICES有較高的綜合能源利用效率。在ICES中，各種形式的能源，如電、熱、氣、冷等，在生產、傳輸、消費等各個環節實現耦合和交互，從而提高整個系統的運行經濟性。ICES是能源互聯網在能源協同、互濟等方面的具體體現，是能源互聯網的重要物理載體，是探究不同能源內部運行機理、推廣能源先進技術的前沿陣地，具有重要的研究意義。

關于多能源系統的運行機理及運行優化研究一直是學術界關注的焦點。目前鮮有文獻針對含電-熱-氣-冷子系統(PHGCS)的ICES穩態運行優化進行研究，已有的研究主要集中在以能量流為基礎的電-熱耦合系統、電-氣耦合系統、電-熱-氣耦合系統、CCHP系統優化分析，未充分考慮含PHGCS的ICES穩態運行下的關鍵特征變量。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提出一種基于內點法的綜合能源系統多場景優化分析方法，不僅適用于含PHGCS的ICES穩態計算和運行分析，而且能夠合理反映ICES的穩態運行特性，以期節約ICES運行成本、提高能源利用效率、減少污染排放。

技術方案：本發明提供了一種基于內點法的綜合能源系統多場景優化分析方法，包括以下步驟：

(1)向ICES輸入系統信息，包括PHGCS的拓撲信息、能源集線器拓撲信息、耦合設備信息、PHGCS中的負荷信息、風電場出力信息、參數信息；

(2)建立區域電系統模型、區域氣系統模型、區域熱系統模型以及區域冷系統模型，并設定系統模型之間的耦合結構和組成方式；

(3)通過能源轉換單元，將電、熱、氣、冷4種能源集中在ICES中，基于能源集線器原理進行能源比例分配系數分析；

(4)在考慮PHGCS運行關鍵約束基礎上，建立含PHGCS的不同負荷結構、多時段、多場景運行模式下的多場景優化調度模型；

(5)采用原對偶內點法對多場景優化調度模型進行求解；

(6)輸出ICES關鍵特征變量信息，包括：電系統中電壓幅值、相角、有功、無功；熱系統中熱工質流量、溫度、壓強；氣系統中流量、壓強；冷系統中冷工質流量、溫度、壓強；特定能源比例分配系數。

進一步，步驟(2)各系統的建立包括：

①區域電系統模型

以交流潮流計算作為區域電系統的分析方法，電力系統的功率平衡方程為：