[發明專利]一種基于CCP的EHS氣電購置優化方法

在審

• 申請號: 201810747877.5
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN108984894A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 呂林;向月;倪偉
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/06
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡;李蕊

1.一種基于CCP的EHS氣電購置優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、建立EH能量轉化設備和EH儲能設備的數學模型，并得出EH的輸入和輸出關系；

S2、計算EH可再生能源出力；

S3、通過EH能量轉化設備和EH儲能設備的數學模型、EH的輸入和輸出關系和EH可再生能源出力建立基于CCP的EHS氣電購置優化模型，并采用基于CCP的EHS氣電購置優化模型對EHS氣電購置進行優化。

2.根據權利要求1所述的基于CCP的EHS氣電購置優化方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括以下步驟：

S11、建立EH能量轉化設備的數學模型：

計算CHP機組的供電和供熱出力，計算公式為：

在公式(1)和公式(2)中，和分別為CHP機組第d天t時刻發電和制熱功率，為單位時間CHP機組消耗的天然氣量，η_CHP,ele和η_CHP,th分別為氣電轉化效率和氣熱轉化效率；

計算GF的制熱功率，計算公式為：

在公式(3)中，和分別為GF制熱功率和單位時間消耗的天然氣量，η_GF為GF氣熱轉化效率；

計算GSHP的產熱功率，計算公式為：

在公式(4)中，和分別為GSHP的產熱功率和單位時間消耗的電能，為GSHP的性能參數；

S12、建立EH儲能設備的數學模型：

充放電狀態限制為：

充放能量功率極限為：

容量限制為：

在上式中，x為能量類型，分別用es和hs表示電、熱能，和為儲能設備充能狀態和放能狀態，為0－1的變量，和分別為儲能系統充放能量功率上下限，和分別為充能放能功率，為第d天t時刻儲能系統儲能量，δ_x為儲能系統能量損失率，η_x,charge、η_x,discharge分別為充、放能效率，和分別為最小儲能量和最大儲能量，和分別為第d天結束時刻和初始時刻的儲能量，Δt為時間步長1h；

S13、通過EH內各能量轉化設備和儲能設備的數學模型得出單個EH的輸入和輸出關系為：

在公式(11)中，為電能需求，為熱能需求，η_Trans為變壓器效率，為從電網購電量，為風光資源經風機和光伏電池組產生的電量。

3.根據權利要求1所述的基于CCP的EHS氣電購置優化方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括以下步驟：

S21、計算光伏發電系統有功出力P_PV，計算公式為：

在公式(13)中，r為輻射度，A為太陽能電池組件的總面積，M、A_m分別為太陽能電池方陣的電池組件數、第m個電池組件的面積，η、η_m分別為太陽能電池組件的總光電轉換效率、第m個光電轉換效率，r的概率密度函數為：

在公式(14)中，Γ()為伽馬函數，r_max為最大輻射度，α、β為Bata分布形狀參數；

S22、計算風電出力P_WT，計算公式為：

在公式(15)中，v為風機的風速，v_c、v_f和v_s分別為切入風速、切出風速和額定風速，P_R為風機的額定功率，a、b為常量，v的概率密度函數為：

在公式(16)中，K為形狀參數，反映風速v的分布特點，C為尺度參數，反映該地區平均風速的大小；

S23、計算可再生能源出力P_re，計算公式為：

P_re＝P_PV+P_WT (17)。

4.根據權利要求1所述的基于CCP的EHS氣電購置優化方法，其特征在于，所述步驟S3的具體步驟為：

S31、建立目標函數：

T_C＝min(C_Gas+C_Grid) (18)

在公式(18)中，T_C為氣電購置的總成本，C_Gas為調度周期內EHS總購氣費用，C_Grid為總購電費用，其中

在上式中，n為EHS中EH的個數，T為一天24時段，t＝1,2,···,T，D為總調度周期，i＝1，2，3為EHS中能源集線器編號，為購電價格，為單位時間當EHS電力不足時，從電網購電量，為當EHS電力過剩時，對電網售電量，為售電價格；

S32、設置目標函數的約束條件，約束條件包括公式(1)－公式(12)，此外還包括以下約束：

電平衡約束：

熱平衡約束：

天然氣量平衡約束：

0－1約束：

CHP機組電熱出力約束：

GF機組熱出力約束：

GSHP機組熱出力約束：

氣電購置量機會約束：

在上式中，和分別為第i個EH與相鄰EH或主網之間電力不足時注入電量和電力過剩時外送電量，為EHS單位時間購氣功率，和為0－1決策變量，為購電功率最大值，的絕對值為售電功率最大值，P_i^max為第i個EH注入電功率最大值，P_i^min的絕對值為外送電功率最大值，以及分別為CHP機組電出力和熱出力的上下限值，和分別為GF機組熱出力上下限值，和分別為GSHP機組熱出力的最大最小值，Pr{}為事件成立的概率，為EHS單位時間購氣功率上限值，α_grid和α_gas分別為對應電力聯絡線、天然氣管道機會約束規劃條件的置信水平；

S33、將氣電購置量機會約束轉化為確定性約束：

在上式中，為電力聯絡線設計最大傳輸功率，為天然氣管道設計最大傳輸功率，和分別為0－1決策變量；

S34、采用基于CCP的EHS氣電購置優化模型對EHS氣電購置進行優化。