[發明專利]一種分布式能源系統多階段滾動優化規劃方法

在審

• 申請號: 201910905100.1
• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110705070A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 賈利虎;高毅;葛磊蛟;羨一鳴;趙高帥;張來;田莊;方菲;武嬌雯
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司;國家電網有限公司;天津大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;G06F113/04
• 代理公司: 12108 天津才智專利商標代理有限公司
• 代理人: 張文華

本發明涉及分布式能源系統多階段滾動優化規劃方法，包括如下步驟：S1、建立內外熱電解耦仿真評估模型，并建立仿真評估模型的迭代優化操作流程；S101、建立電、熱平衡方程式；S102、根據外層母線平衡方程式和調度策略，計算各設備輸出功率和各母線間傳輸功率，S103、將外層確定的各母線交換電/熱功率輸入步驟S101中的內層的電、熱系統模型S104、判斷計算前后各母線內部網絡損耗值變化是否小于允許誤差范圍；S105、將系統狀態量作為仿真結果輸出；S2、建立智能優化模型；S3、對仿真評估模型及智能優化模型進行滾動優化求解。本發明實現對分布式能源系統的優化配置，提高分布式能源系統選址定容的精度和可擴展性。

技術領域

本發明屬于分布式能源規劃技術領域，尤其涉及一種分布式能源系統多階段滾動優化規劃方法。

背景技術

大量分布式電源、分布式儲能、電動汽車、冷熱電三聯供等接入有源配電網，對配電網提出了新的挑戰，能源互聯網為迎接這一挑戰提供了重要的技術選擇。能源互聯網作為一個以電力為中心、多能源耦合、多種網絡互通的能源綜合體，具有冷、熱、電、氣等多種形式能源的橫向耦合和能源生產、轉換、傳輸、消費等多個環節的縱向聯通的特性，打破了既有的電、熱、氣獨立供能模式，成為一種提升綜合能源效率的現代能源開發利用模式。

能源互聯網依靠分布式電源、儲能等關鍵技術，破解了能源生產和消費的不同步性，使能源在時間和空間上解耦實現能源的自由共享，但能源互聯網的復雜性也對規劃設計提出了更高要求。一方面，能源種類、設備類型的多樣性使得系統配置方案更為靈活多變，而方案的合理性直接影響系統的能效和經濟性。另一方面，負荷側的特征對系統規劃的影響更為顯著，系統設計可復制性較低，這也對規劃方法的通用性和有效性提出了更高要求。

設備和系統建模是能源互聯網規劃研究的基礎，但現有方法通常不區分熱、電系統特性差異，采取統一建模的方法；或者不考慮網絡關系和建設時序，按能量流動關系進行簡化處理，往往無法有效反映電、熱的傳輸特性差異及網絡損耗，對于包含復雜網絡的分布式能源系統難以滿足模型的精度要求。

典型分布式能源系統的組成結構關系如圖1所示，系統中包含風機、光伏、儲能、熱電聯供機組和燃氣鍋爐等設備。其中，風機、光伏、蓄電池通過各自的單向/雙向變流器與交流母線相連，發電機接到交流母線上，由交流母線通過變壓器接入配電網。發電機在發電的同時，還輸出熱量供給熱負荷，當發電機產生的熱量不足時，剩余熱量由燃氣鍋爐補充。

單層母線式結構主要描述主要設備的連接方式和耦合關系，同時清晰的描述了能量在不同介質之間的傳遞關系。該結構可對不同電源、熱源、儲能、冷/熱/電轉換裝置獨立建模，在不考慮網管傳輸特性的情況下，可以簡化列寫系統平衡方程式和設備約束條件。但僅將電網簡化為單一電母線、熱網簡化為單一熱母線，無法有效反映電、熱的傳輸特性差異及網絡損耗，對于包含復雜網絡的分布式能源系統難以滿足模型的精度要求。

因此，基于這些問題，提供一種實現對分布式能源系統的優化配置，提高分布式能源系統選址定容的精度和可擴展性的分布式能源系統多階段滾動優化規劃方法，具有重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種實現對分布式能源系統的優化配置，提高分布式能源系統選址定容的精度和可擴展性的分布式能源系統多階段滾動優化規劃方法。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種分布式能源系統多階段滾動優化規劃方法，包括如下步驟：

S1、建立內外熱電解耦仿真評估模型，并建立仿真評估模型的迭代優化操作流程；

S101、建立電、熱平衡方程式；

建立外層母線求解模型：

電母線的平衡方程式為式(1)：