[發明專利]計及電熱系統運行與損失成本的區域電網優化調度方法

有效

• 申請號: 201911045486.X
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110649639B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 陳剛;葛延峰;楊東升;李振宇;高之成;趙東;李曉樂;王一;陳鑫;郭晉波;周博文;柴琦;鄭海洪;李丹陽
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司阜新供電公司;東北大學;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/32;H02J3/38;H02J3/46;G06Q10/0631;G06Q50/06
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所(普通合伙) 21225
• 代理人: 李輝

一種計及電熱系統運行與損失成本的區域電網優化調度方法。包括步驟：確定包含火電機組、風電機組、光伏設備、電蓄熱系統和電儲能裝置的電熱系統，構建能量管理系統模型；確定電蓄熱系統及模型；將電儲能裝置的運行過程與火電機組進行類比，構建電儲能裝置運行成本模型；以系統運行成本最小為目標，將系統的優化調度問題分為機組組合子問題和最優潮流子問題，考慮火電機組、電儲能裝置、電蓄熱系統和網絡潮流、系統平衡與旋轉備用約束，確定各分布式電源出力情況；步驟5：采用差分進化算法和遺傳算法分別對兩個子問題模型進行求解，在考慮電儲能運行成本和網絡潮流約束的基礎上，實現了系統的最優經濟運行。

技術領域

本發明屬于電力系統優化調度領域，具體涉及一種計及電熱系統運行與損失成本的區域電網優化調度方法。

背景技術

在過去的幾十年中，由于煤、石油等不可再生能源燃燒對環境的污染，及對其價格波動的關切日益提升，對電力行業的發展產生了重大變化。對高效、可靠和環保的能源的需求日益提升，重點落到了分布式發電的部署，特別是類似于風電、光伏等可再生能源和分布式能源的部署。這種趨勢已演變為區域電網的概念，可以將其描述為由智能的能源管理系統來控制分布式能源、能量存儲和局部負荷。

由于風電機組，光伏設備出力隨機性較大，傳統的微電網系統調節能力不足，需要引入電儲能裝置。但在區域電網優化調度中通常不考慮電儲能的運行成本，沒有將電儲能裝置運行成本作為效率、生命周期和健康狀態的函數來明確地建模，電儲能裝置在優化調度中往往需要引入額外的目標函數，無法與機組組合的問題相結合也沒有考慮對多個電池進行經濟調度，以及在調度過程中不考慮電蓄熱系統的損失成本及網絡約束考慮較少，同時對區域電網中能量管理系統的模型建立不夠完善，難以滿足實際的優化調度需求。

發明內容

本發明針對現有區域電網優化調度中較少考慮電儲能裝置的運行成本和電蓄熱系統損失成本的情況下，提出一種計及電熱系統運行本與損失成本的區域電網優化調度方法的區域電網優化調度方法，本發明首先構建了電蓄熱系統模型，并對電蓄熱系統的實際熱損失模型進行分析。其次通過將電儲能裝置的運行過程與火電機組的運行過程進行類比，提出電儲能裝置的運行成本模型，并將電熱系統的優化調度問題分為機組組合子問題和最優潮流子問題，重點考慮了網絡潮流約束，以系統運行成本最小為目標，在考慮電儲能裝置運行成本的基礎上，引入切除負荷成本和，最終確定區域電網中各分布式電源出力。

本發明提出一種計及電熱系統運行與損失成本的區域電網優化調度方法的區域電網優化調度方法，具體步驟如下：

步驟1：構建電熱系統，對能量管理系統模型進行描述，構建能量管理系統模型；

步驟1.1：所構建的電熱系統包含火電機組、風電機組、光伏設備、電儲能裝置和電蓄熱系統，風電機組、光伏設備和火電機組共同出力滿足電負荷需求，此時若產生多余電能，由電儲能裝置進行儲能，同時電蓄熱系統將電能轉換為熱能，存儲在電蓄熱系統中；風電機組、光伏設備和火電機組共同出力不足以滿足電負荷需求時，不足的部分由電儲能裝置供應，熱負荷由電蓄熱系統供應，實現更多的新能源消納；

步驟1.2：區域電網的能量管理系統是為了確定最優的機組組合和分布式電源的出力分配，其中電熱負荷功率、風電機組和光伏設備輸出的功率預測值作為機組組合子問題的輸入，機組組合子問題輸出的機組啟停變量和電儲能裝置的充放電決策變量與分布式電源成本和電儲能裝置容量作為最優潮流子問題的輸入，最后輸出整個系統的切負荷決定、線路潮流、機組調度與電儲能裝置的控制策略；

步驟2：電蓄熱系統構建及電蓄熱系統模型建立

步驟2.1：電蓄熱系統結構

電蓄熱系統通過電熱轉換裝置將輸入的電功率轉換為熱功率，通過放出儲存在熱儲能裝置的熱能來滿足熱負荷需求，獲取的預測熱負荷需求為熱儲能裝置放熱設定點，在穩定狀態下，預測的熱負荷將等于需求熱負荷；

步驟2.2：電蓄熱系統的模型