[發明專利]一種綜合能源系統優化調度方法

有效

• 申請號: 202010404237.1
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111463836B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 賀強;施紀衛;王超;李萌;袁杰;張靠社;張剛;解佗;馮培基
• 申請（專利權）人: 陜西燃氣集團新能源發展股份有限公司;陜西燃氣集團有限公司;陜西省天然氣股份有限公司;西安理工大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/28;H02J3/32;G06Q10/0631;G06Q50/06;G06N3/126
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王丹

本發明公開了一種綜合能源系統優化調度方法，包括：獲取每日冷、熱、電負荷及光伏出力的預測值；根據冷、熱、電負荷及光伏出力的預測誤差概率分布，生成誤差場景集S；對誤差場景集進行縮減，得到典型誤差場景；將典型誤差場景與冷、熱、電負荷及光伏出力預測值相疊加，得到冷熱電負荷與光伏出力的典型場景；構建綜合能源系統的設備數學模型；根據綜合能源系統的設備數學模型，構建綜合能源系統優化調度模型；將典型場景輸入綜合能源系統優化調度模型中，并采用NSGA?II多目標算法進行求解，得到pareto最優解集；從Pareto最優解集中挑選出最佳解，得到最佳運行方案。

技術領域

本發明屬于能源利用方法技術領域，涉及一種綜合能源系統優化調度方法。

背景技術

隨著能源危機和全球變暖問題日益嚴峻，提高傳統能源和清潔能源利用效率的研究得到國內外學者們的廣泛關注。綜合能源系統是一種以聯供設備(燃氣機組、吸收式制冷機)為核心，包含多個分布式單元(發電、負荷、儲能等)，存在冷、熱、電等多種能量形式的多能源綜合供給系統。綜合能源系統建立在能量梯級利用的基礎上，利用一次能源驅動發電機發電，再通過多種余熱利用設備回收余熱。其提高了能源利用率，具有更低的能源成本、更高的安全性以及更好的環保性。此外，針對風電、光伏等清潔可再生能源的不確定性與間歇性，綜合能源系統可與風電、光伏結合，為分布式可再生能源的開發利用提供有效的支持。

圖1為一綜合能源系統結構模型與能量流圖。圖中，燃氣機組以天然氣為燃料，向用戶提供電力，同時其產生的高溫煙氣與缸套水攜帶的熱量可輸送至吸收式制冷機與換熱裝置以滿足用戶的冷、熱負荷需求，以余熱分配比來確定燃氣機組余熱用于制冷與制熱的比例。此外，光伏與電儲能也參與電能的供應，如果燃氣機組與蓄電池提供的電能無法滿足用戶的電力需求，此時不足的電力可由城市電網補充；儲熱罐可根據需要進行儲放熱操作，以保證系統供熱；如果燃氣發電機組提供的余熱連同儲熱罐的熱量輸出不能滿足用戶的熱負荷需求，吸收式制冷機輸出的制冷功率無法滿足冷負荷需求，則可由燃氣鍋爐與電制冷機組進行供熱與供冷補充。

目前，綜合能源系統應用最為廣泛的運行策略是以電定熱運行策略和以熱定電運行策略。但是，采用以電定熱運行策略時，系統可能會產生多余的熱量，對于獨立的聯供系統，這部分熱量將直接排至環境中；當采用以熱定電運行策略時，系統可能會產生多余的電力，由于目前我國小型發電系統不能進行并網發電，這將造成電能的浪費。此外，在綜合能源系統的運行調度中，供需雙方都存在不同類型的不確定性，例如可再生能源可用性和能源需求中的不確定性。如果對此類不確定性不進行處理，則系統的運行可能會偏離最佳運行方式。為此，學者們提出了多種不同的方法，主要有利用區間預測信息的魯棒優化方法與區間優化方法、利用概率預測信息的機會約束規劃方法與場景優化方法，以及滾動優化方法等。魯棒優化的建模思路要求決策在不確定變量的最劣情況下可行且目標函數最優，然而最劣情況實際發生的概率極低，因此優化得到的調度計劃存在一定保守性；使用區間優化方法時，由于區間優化中的場景包含最劣場景，因此決策結果同樣存在一定的保守性；機會約束規劃方法要求隨機約束條件至少以一定置信水平成立，其本質是利用概率約束代替傳統確定約束，允許較小概率下不滿足約束，以此避免為應對小概率的極端風電偏差而影響系統運行經濟性的情況發生，但置信度的選取具有主觀性；模型預測控制滾動調度的方法對計算速度有較高要求，較難與多目標問題結合。

發明內容

本發明的目的是提供一種綜合能源系統優化調度方法，解決了現有技術中存在的未考慮綜合能源系統中的不確定性誤差影響優化效果的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種綜合能源系統優化調度方法，包括以下步驟：

步驟1、獲取每日冷、熱、電負荷及光伏出力的預測值；

步驟2、根據冷、熱、電負荷及光伏出力的預測誤差概率分布，生成誤差場景集S；

步驟3、對誤差場景集進行縮減，得到典型誤差場景；