[發明專利]基于合作博弈的綜合能源系統多園區能量調度優化方法

有效

• 申請號: 202011396086.6
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112465240B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 孫改平;劉蓉暉;米陽;林順富;馬天天;趙增凱;陳騰;韋江川;王樂凱;楊濤;張飛翔
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種基于合作博弈的綜合能源系統多園區能量調度優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取包含多園區的綜合能源系統結構，并且獲取園區與配電網以及各園區間的電能交易方式；

2)根據綜合能源系統設備出力模型和園區運營成本模型構建多園區能量調度合作博弈優化模型，綜合能源系統設備出力模型包括燃氣輪機出力模型、燃氣鍋爐出力模型、能源轉換設備模型和儲能設備模型，所述的能源轉換設備模型包括電鍋爐模型、吸收式制冷機模型和電制冷機模型，所述的燃氣輪機出力模型的表達式為：

P_ht(t)＝Q_mt(t)θ_htK_oph

其中，P_mt(t)為時段t燃氣輪機的排氣余熱量，P_e(t)為時段t燃氣輪機的電功率輸出，θ_e(t)為時段t燃氣輪機的發電效率，θ_L為燃氣輪機散熱損失系數，P_ht(t)為時段t溴冷機的制冷量，K_oph為溴冷機的制熱系數，θ_ht為溴冷機的煙氣回收率；

所述的燃氣鍋爐出力模型的表達式為：

P_nb(t)＝η_nbλ_gasγ_nb

其中，P_nb(t)和γ_nb分別為燃氣鍋爐t時段熱功率和燃氣消耗速率，η_nb為燃氣鍋爐產熱效率，λ_gas為天然氣熱值；

所述的能源轉換設備模型中，電鍋爐模型的表達式為：

Q_EB(t)＝η_EB·P_EB(t)

其中，Q_EB(t)為t時段電鍋爐輸出的熱功率；P_EB(t)為t時段電鍋爐消耗的電功率；η_EB為電鍋爐的電熱轉換效率；

吸收式制冷機模型的表達式為：

Q_AC(t)＝K_COP,AC·Q_input(t)

其中，Q_AC(t)為t時段吸收式制冷機輸出的冷功率，Q_input(t)為t時段吸收式制冷機輸入的熱功率，K_COP,AC為t時段吸收式制冷機運行性能系數；

電制冷機模型的表達式為：

Q_EC(t)＝K_COP,EC·P_EC(t)

其中，Q_EC(t)為t時段電制冷機輸出的冷功率，P_EC(t)為t時段電制冷機消耗的電功率，K_COP,EC為t時段電制冷機運行性能系數；

所述的儲能設備模型的表達式為：

其中，S_soc(t)、S_soc(t-1)分別為蓄電池在t、t-1時刻的荷電狀態，σ為蓄電池的自放電率，ρ_cha、ρ_dis分別為蓄電池的充電、放電效率，P_cha(t)、P_dis(t)分別為t時段蓄電池的充電、放電功率，Δt為t時段的時間間隔，X_t、Y_t分別為表示蓄電池的充電狀態和放電狀態的變量，且X_t∈{0，1}，Y_t∈{0，1}，E_bat為蓄電池的額定容量；

園區運營成本模型包括分布式能源成本模型、購電成本模型、燃氣成本模型和儲能設備維護成本模型，所述的分布式能源成本模型的表達式為：

其中，和分別為t時段園區n內光伏和風力發電設備輸出電功率，K_pv和K_wt分別為光伏和風力發電設備單位電量運行維護成本；

所述的購電成本模型的表達式為：

其中，a_t、b_t分別為動態電價系數，為多園區在t時段總購電功率，為園區n在t時段購電功率，c_ele(t)為動態電價，為園區n購電成本；

所述的燃氣成本模型的表達式為：

其中，c_gas為天然氣價格，為園區n的購氣成本，為園區n燃氣輪機消耗天然氣量，為園區n燃氣鍋爐消耗天然氣量；

所述的儲能設備維護成本模型的表達式為：

其中，K_EES為電儲能裝置單位電量運行維護成本，和分別為設備充、放電功率；

多園區能量調度合作博弈優化模型以多園區聯合調度總成本最小為目標函數，則有：

其中，N為園區總數，T為時段總數；

3)對多園區能量調度合作博弈優化模型進行求解，得到該綜合能源系統的最優調度方案。