[發明專利]計及多類型備用資源的電氣綜合能源系統備用決策方法

有效

• 申請號: 202010183650.X
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111342453B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 劉俊勇;吳剛;向月;劉友波
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙) 51250
• 代理人: 何悅

本發明涉及電力系統和天然氣系統技術領域，為了解決傳統電氣綜合能源系統僅依靠單一類型備用資源的備用決策會嚴格限制系統運行的靈活性，難以保證系統的運行經濟性，本發明提出計及多類型備用資源的電氣綜合能源系統備用優化決策方法。該方法對不同運行狀態下的發電機、氣井、儲電、儲氣裝置、可中斷電負荷和氣負荷備用調節能力進行建模。在此基礎上，建立含多類型備用資源的備用需求約束，最后建立計及多類型備用資源的電氣綜合能源系統備用優化決策模型，并可通過現有商業求解器進行快速求解。相較于傳統單一僅依靠源側的備用策略，該方法可以充分挖掘電氣綜合能源系統內源?荷?儲不同類型備用資源的調節能力，從而提升系統運行的經濟性。

技術領域

本發明屬于電力系統、天然氣系統技術領域，具體涉及計及多類型備用資源的電氣綜合能源系統備用決策方法。

背景技術

近年來，天然氣作為一種重要的化石能源，其消耗量在世界范圍內迅速增長，其中，燃氣輪機的天然氣消耗量占有較大比例，預計到2030年，燃氣發電量將增長230％。在中國，燃氣機組裝機預計在2035年達到240GW。燃氣機組的快速增長將進一步加深電力系統與天然氣系統的相互依賴程度，因此，實現電力與天然氣系統的協調優化運行具有一定的理論與實際應用價值。

電力系統與天然氣系統相互耦合組成電氣綜合能源系統對于提升能源系統綜合利用效率和運行經濟性具有十分重要的意義。然而，電氣綜合能源系統存在眾多的不確定性風險。第一，在風電、光伏可再生能源大力發展的背景下，其強波動性和不可控性使得風電、光伏功率預測曲線與實際的風電、光伏出力曲線存在較大的誤差。第二，綜合能源系統內電、氣等負荷需求不確定性和設備的隨機停運會對系統的安全穩定運行造成較大的影響。因此，系統應預留一定的備用容量以應對這些不確定性因素的影響。

傳統電氣綜合能源系統備用優化決策僅考慮發電機和氣井的備用能力，這種備用策略會嚴格限制發電機和氣井的運行空間，在極端事件發生或高比例可再生能源接入背景下，難以保證系統運行的經濟性、靈活性和安全性。因此，迫切需要挖掘電氣綜合能源系統內其他靈活性資源的備用調節能力(如儲能裝置和需求側響應)，從源-荷-儲多角度實現電氣綜合能源系統內多類型備用資源的協調決策優化。

本發明提供計及多類型備用資源的電氣綜合能源系統備用決策方法來克服上述缺陷。

發明內容

本發明目的在于提供計及多類型備用資源的電氣綜合能源系統備用決策方法，用于解決上述現有技術中存在的技術問題之一，如：傳統電氣綜合能源系統備用優化決策僅考慮發電機和氣井的備用能力，這種備用策略會嚴格限制發電機和氣井的運行空間，在極端事件發生或高比例可再生能源接入背景下，難以保證系統運行的經濟性、靈活性和安全性。該方法首先對不同運行狀態下的發電機、氣井、儲電、儲氣裝置、可中斷電負荷和氣負荷備用調節能力進行建模，從而充分挖掘能源系統內源-荷-儲不同類型備用資源的調節能力。相較于傳統單一僅依靠發電機和氣井的備用策略，這種源-荷-儲多類型備用方案會使系統運行的靈活性和經濟性得到提升。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：計及多類型備用資源的電氣綜合能源系統備用決策方法，包括：

S1、提供一電力系統多類型備用資源備用調節特性建模，提供一天然氣系統多類型備用資源備用調節特性建模；

S2、在步驟S1的基礎上，建立了利用電力系統多類型備用資源來平抑風電和電負荷波動性的備用機會約束模型，建立了利用天然氣系統多類型備用資源來平抑燃氣輪機和天然氣負荷波動性的備用機會約束模型；

S3、結合步驟S1中所述電力系統多類型備用資源備用調節特性建模和所述天然氣系統多類型備用資源備用調節特性建模、以及步驟S2中的所述電力系統備用機會約束模型和所述天然氣系統備用機會約束模型，建立含多類型備用資源的電氣綜合能源系統備用協同優化決策模型。