[發(fā)明專利]一種區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的網(wǎng)源聯(lián)合優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210832735.5
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115204494A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊丹丹;陳亮;蔡駿;嚴穎;章小剛
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q30/02;G06Q50/06;G06F17/10;H02J3/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

1.一種區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的網(wǎng)源聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，針對目標區(qū)域內(nèi)由含有負荷節(jié)點的電力系統(tǒng)和天然氣網(wǎng)絡(luò)所耦合形成的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)，進一步分別針對區(qū)域綜合能源系統(tǒng)中的各個負荷節(jié)點，通過以下步驟A至步驟D對區(qū)域綜合能源系統(tǒng)進行優(yōu)化，獲得網(wǎng)源聯(lián)合優(yōu)化模型，通過以下步驟E，當該區(qū)域綜合能源系統(tǒng)中新增負荷節(jié)點時，應(yīng)用網(wǎng)源聯(lián)合優(yōu)化模型，獲得新增負荷節(jié)點在該區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃線路、對應(yīng)電源設(shè)備的最優(yōu)選址、以及對應(yīng)電源設(shè)備的最優(yōu)數(shù)量：

步驟A、基于目標區(qū)域內(nèi)的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)和負荷節(jié)點，建立負荷節(jié)點對應(yīng)的包括光伏發(fā)電系統(tǒng)模型、燃料電池模型、天然氣網(wǎng)絡(luò)模型、熱水系統(tǒng)模型、以及采暖通風(fēng)空調(diào)模型的網(wǎng)源設(shè)備模型，利用網(wǎng)源設(shè)備模型將負荷節(jié)點與區(qū)域能源系統(tǒng)進行耦合；

步驟B、針對區(qū)域綜合能源系統(tǒng)中負荷節(jié)點，在目標區(qū)域內(nèi)選擇為其供電的各個預(yù)選線路，構(gòu)成預(yù)選線路集合；

步驟C、基于網(wǎng)源設(shè)備模型和預(yù)選線路集合,以區(qū)域綜合能源系統(tǒng)對應(yīng)的最優(yōu)電源設(shè)備選址、電源設(shè)備最優(yōu)數(shù)量和最優(yōu)規(guī)劃線路為目標，建立優(yōu)化約束條件和優(yōu)化目標函數(shù)，對優(yōu)化約束條件進行求解獲得該區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃路線，對優(yōu)化目標函數(shù)進行求解獲得負荷節(jié)點在該區(qū)域綜合能源系統(tǒng)中對應(yīng)電源設(shè)備的最優(yōu)選址、以及電源設(shè)備的最優(yōu)數(shù)量；

步驟D、基于網(wǎng)源設(shè)備模型和預(yù)選線路集合，以負荷節(jié)點對應(yīng)的網(wǎng)源設(shè)備模型為輸入，以該負荷節(jié)點對應(yīng)電源設(shè)備的最優(yōu)選址、電源設(shè)備的最優(yōu)數(shù)量和最優(yōu)規(guī)劃路線為目標輸出，建立網(wǎng)源聯(lián)合優(yōu)化模型，獲得構(gòu)建好的網(wǎng)源聯(lián)合優(yōu)化模型；

步驟E、按照步驟A至步驟D中的方法，針對區(qū)域能源系統(tǒng)中的新增負荷節(jié)點，獲得新增負荷節(jié)點對應(yīng)的網(wǎng)源設(shè)備模型和預(yù)選線路集合，應(yīng)用網(wǎng)源聯(lián)合優(yōu)化模型，執(zhí)行對該區(qū)域能源系統(tǒng)的優(yōu)化，得到新增負荷節(jié)點在該區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的最優(yōu)規(guī)劃線路、對應(yīng)電源設(shè)備的最優(yōu)選址、以及對應(yīng)電源設(shè)備的最優(yōu)數(shù)量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的網(wǎng)源聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟A中，光伏發(fā)電系統(tǒng)模型為：

其中，R_ti為母線i在固定時間周期t上的輻射，單位為kW/m²；為當母線i在固定時間周期t時，光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率；η為太陽能轉(zhuǎn)換效率；S_i為母線i上太陽能電池板的輻射面積；t₀為環(huán)境溫度；

所述燃料電池模型為：

其中，：分別表示母線i在固定時間周期t內(nèi)燃料電池的成本和輸出功率；a，b分別為燃料電池的成本系數(shù)；

所述天然氣網(wǎng)絡(luò)模型以天然氣管道為基礎(chǔ)，包括天然氣管道模型、氣體流動方程、壓縮機方程和儲氣罐模型；

所述熱水系統(tǒng)模型為：

其中，表示在母線i時間t熱水系統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)；η^HW表示熱水系統(tǒng)的充電效率；表示在母線i時間t熱水系統(tǒng)工作運行的所需能量；ξ表示熱水系統(tǒng)工作時損失的能量系數(shù)；表示熱水系統(tǒng)在母線i時間t的水溫；Ψ表示水的比熱容(4.186KJ/Kg℃)；V表示熱水系統(tǒng)的體積；表示熱水系統(tǒng)在t-1時刻母線i上的能量；

所述采暖通風(fēng)空調(diào)模型為：

其中，分別為可調(diào)采暖通風(fēng)空調(diào)在母線i時間t的成本和調(diào)節(jié)功率；ε₁表示可中斷負荷的成本系數(shù)；表示母線i時間t的功率需求；λ_min和λ_max分別與乘積表示在母線i時間t可中斷負荷的上下限，且0λ_minλ_max1；Ω_D為負載集合。