[發明專利]基于通用能量母線的綜合能源系統時序能量流計算方法

有效

• 申請號: 201811188665.4
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109193666B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 雷金勇;郭祚剛;馬溪原;李鵬;郭曉斌;袁智勇;喻磊;胡洋;周長城
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

1.一種基于通用能量母線的綜合能源系統時序能量流計算方法，其特征在于，包括：

對于給定的綜合能源系統，輸入所述綜合能源系統中包含的能源設備的能源形式、能源設備類型、拓撲連接關系，供能設備的輸出功率曲線，負荷的輸入功率曲線，儲能設備的輸入輸出功率曲線，儲能設備及轉換環節的效率和能效比，以及能量母線上的分配系數；

根據給定的所述綜合能源系統，將所述綜合能源系統中的能量流匯集點按能量形式進行分類，并建立對應的能量母線模型；將所述綜合能源系統中的能源設備按源設備模型、轉換設備模型、儲能設備模型以及負荷模型進行分類；根據各所述能源設備的輸入輸出能量形式以及所述綜合能源系統中的實際能量流路徑，將分類后的能源設備與各自對應的能量母線模型進行連接，形成綜合能源系統通用能量母線模型；

建立所述綜合能源系統中可再生能源設備的時序模型、負荷的時序模型以及儲能設備的時序模型；

依據所述綜合能源系統的結構及參數，建立基于通用能量母線的綜合能源系統時序能量流數學模型，所述基于通用能量母線的綜合能源系統時序能量流數學模型包括：母線功率平衡方程、轉換設備方程以及分配系數方程；

綜合所述母線功率平衡方程、所述轉換設備方程以及所述分配系數方程，得到基于通用能量母線的綜合能源系統時序能量流的最終數學表達形式；

對所述最終數學表達形式進行求解，得到所述綜合能源系統中各個支路上的時序能量流。

2.根據權利要求1所述的基于通用能量母線的綜合能源系統時序能量流計算方法，其特征在于，所述可再生能源設備的時序模型具體為時序仿真期間的出力曲線；所述負荷的時序模型具體為時序仿真期間的負荷曲線；所述儲能設備的時序模型具體包括：電儲能模型和熱儲能模型；

其中，所述電儲能模型具體為：

其中，為t時刻所述電儲能設備的存電量，為t時刻所述電儲能設備的充電功率，η_ES,C為所述電儲能設備的充電效率，為t時刻所述電儲能設備的放電功率，η_ES,D為所述電儲能設備的放電效率，Δt為計算步長；

所述熱儲能模型具體為：

其中，為t時刻熱儲能設備的儲熱量，ε_HS為所述熱儲能設備的自放熱率，為t時刻所述熱儲能設備的蓄熱功率，為t時刻所述熱儲能設備的放熱功率，Δt為計算步長。

3.根據權利要求1所述的基于通用能量母線的綜合能源系統時序能量流計算方法，其特征在于，所述母線功率平衡方程具體為：

Av^t＝0

其中，A為支路-母線關聯矩陣，v^t為t時刻所述綜合能源系統中各支路上的能量流組成的向量，A_mn為矩陣A中的元素；

所述轉換設備方程具體為：

Bv^t＝0

其中，B為支路-轉換設備關聯矩陣，B_kn為矩陣B中的元素，η_k為轉換設備k的效率；

所述分配系數方程具體為：

Cv^t＝0

其中，C為支路-母線分配系數關聯矩陣，C_mn為矩陣C中的元素，α_mn為支路n在母線m上的分配系數。

4.根據權利要求1所述的基于通用能量母線的綜合能源系統時序能量流計算方法，其特征在于，所述最終數學表達形式具體為：

其中，A為支路-母線關聯矩陣，B為支路-轉換設備關聯矩陣，C為支路-母線分配系數關聯矩陣，v^t為t時刻所述綜合能源系統中各支路上的能量流組成的向量。