[發明專利]一種基于仿射的綜合能源系統優化配置方法

在審

• 申請號: 202111053009.5
• 申請日: 2021-09-08
• 公開（公告）號: CN113779792A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 邵振國;高統彤;江信彬;張嫣;陳飛雄
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F111/10
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

1.一種基于仿射的綜合能源系統優化配置方法，其特征在于，采用仿射變量建立綜合能源系統仿射優化模型，將綜合能源系統仿射優化模型分解為目標仿射函數的中心值最小及在不確定性因素影響下仿射函數變化量最小兩個子問題，前者為僅考慮源荷預測功率的確定性優化模型，后者為不確定性優化模型，其考慮源荷預測誤差，通過max模型和min模型交替迭代，使配置結果受不確定性因素影響最小。

2.根據權利要求1所述的一種基于仿射的綜合能源系統優化配置方法，其特征在于，所述綜合能源系統以能量樞紐EH作為耦合點及各能源載體的轉化站，EH從上游的電網公司和天然氣公司購買電能和天然氣，分配給各個能源轉換和儲能裝置，使各個微型系統的能量達到平衡，并滿足用戶側的電、熱、氣負荷需求；對EH建模，考慮儲能裝置，則EH輸入輸出的耦合關系為：

L＝CP \*MERGEFORMAT(1)

式中：L_e、L_h和L_g分別為園區用戶的電、熱、氣負荷；分別為整個園區的進電量和進氣量，其中包含光伏機組發電功率P_PV和向上游電網購電量P^buy,e；η^eb為EB的產熱效率；η^gb為GB的產熱效率；分別為CHP的產電和產熱效率；H^gas為天然氣熱值，α為電能的分配系數，β、γ為熱能分配系數，取值范圍均為[0,1]，且β+γ≤1；S、為儲能耦合矩陣和裝置內儲能容量的變化量；S_e、S_h分別為儲電ES、儲熱HS的耦合元素；時段Δt時間內儲能裝置內儲能容量的變化量由計算得到，E(t)為時段t儲能裝置的儲能容量；分別為儲電、儲熱裝置內儲能容量的變化量。

3.根據權利要求1所述的一種基于仿射的綜合能源系統優化配置方法，其特征在于，所述計及不確定性的綜合能源系統優化配置模型建立方式如下：

一個不確定量x可用仿射形式表示成噪聲元的線性組合；

式中：x₀為仿射中心值；ε_i為噪聲元，表示一個不確定因素，取值范圍為[-1,1]；x_i為噪聲元系數，代表噪聲元ε_i對仿射數的影響程度；

在綜合能源系統運行的過程中，建立的風電、光伏、負荷的仿射模型為：

式中：為風電有功功率的仿射值，表示仿射中心值，ε_W為風機有功功率的仿射噪聲元，P_t^W為與之對應的仿射噪聲元系數；為風電有功功率的仿射值；表示仿射中心值，ε_PV為風機有功功率的仿射噪聲元，P_t^PV為與之對應的仿射噪聲元系數；為負荷功率的仿射值；表示仿射中心值，ε_L為風機有功功率的仿射噪聲元，P_t^L為與之對應的仿射噪聲元系數；

由于儲能設備功率及園區與上游能源網絡交互功率能夠迅速、靈活地變化，所以可通過改變其功率以適應源荷功率變化，從而維持園區功率平衡；考慮在園區實際運行中，源荷功率存在預測誤差；因此，儲能設備出力及園區與上游能源網絡交互功率也會隨之產生波動；式(9)和(10)即為根據源荷功率預測誤差建立的儲能設備功率、園區與能源網絡交互功率的仿射表達式：

式中：下標l＝1,2,3表示導致功率變化的不確定性因素分別為風電、光伏、負荷；分別表示t時刻j類能源存儲設備充放能功率的仿射形式；表示儲能功率的仿射中心值；分別表示由于風電、光伏、負荷功率預測誤差導致的儲能功率變化量；分別為t時刻園區購/售電功率；為t時刻購氣量對應功率的仿射形式；為仿射中心值；分別表示由于風電、光伏、負荷功率預測誤差導致的購電功率變化量；分別表示由于風電、光伏、負荷不確定性導致的售電功率變化量；分別表示由于風電、光伏、負荷不確定性導致的購氣量對應功率變化量。