[發明專利]一種區域綜合能源系統的網源聯合優化方法

在審

• 申請號: 202210832735.5
• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115204494A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 楊丹丹;陳亮;蔡駿;嚴穎;章小剛
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q30/02;G06Q50/06;G06F17/10;H02J3/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 田凌濤

本發明公開了一種區域綜合能源系統的網源聯合優化方法，涉及區域綜合能源系統規劃技術領域，通過對目標區域內含有負荷節點的電力系統和天然氣網絡進行耦合，形成區域綜合能源系統，當區域綜合能源系統中新增負荷節點時，對區域綜合能源系統進行優化，獲得該區域綜合能源系統的最優規劃線路、電源設備的最優選址、以及電源設備的最優數量。通過本發明的技術方案，對網源聯合優化模型進行求解，得到最優的規劃線路及電源設備的最優選址與數量，與獨立的源網規劃相比，能夠進一步降低投資運行成本。

技術領域

本發明涉及區域綜合能源系統規劃技術領域，具體而言涉及一種區域綜合能源系統的網源聯合優化方法。

背景技術

隨著全球環境問題的日趨嚴峻，大規模新能源持續接入電網。然而，新能源輸出功率的隨機波動性一定程度上影響電網的安全穩定運行，給大規模新能源消納帶來困難。綜合能源系統中多種能源協同運行，能夠平抑新能源的隨機波動，提升新能源消納能力。

由于綜合能源系統的優化運行同時受電源結構和網絡拓撲結構的影響，前期的規劃形態也會影響到綜合能源系統的優化運行性能。因此，不僅要解決一個定型的綜合能源網系統進行優化運行之外，還要考慮一個未定型的電網在規劃和建設之初對日后綜合能源系統的優化運行的效果。然而，現有研究主要針對電源容量和選址進行獨立規劃，或者對綜合能源網絡進行獨立規劃，并未充分考慮網源的聯合規劃。

發明內容

本發明的目的在于提供一種區域綜合能源系統的網源聯合優化方法，以解決現有技術中的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種區域綜合能源系統的網源聯合優化方法，針對目標區域內由含有負荷節點的電力系統和天然氣網絡所耦合形成的區域綜合能源系統，進一步分別針對區域綜合能源系統中的各個負荷節點，通過以下步驟A至步驟D對區域綜合能源系統進行優化，獲得網源聯合優化模型，通過以下步驟E，當該區域綜合能源系統中新增負荷節點時，應用網源聯合優化模型，獲得新增負荷節點在該區域綜合能源系統的最優規劃線路、對應電源設備的最優選址、以及對應電源設備的最優數量：

步驟A、基于目標區域內的區域綜合能源系統和負荷節點，建立負荷節點對應的包括光伏發電系統模型、燃料電池模型、天然氣網絡模型、熱水系統模型、以及采暖通風空調模型的網源設備模型，利用網源設備模型將負荷節點與區域能源系統進行耦合；

步驟B、針對區域綜合能源系統中負荷節點，在目標區域內選擇為其供電的各個預選線路，構成預選線路集合；

步驟C、基于網源設備模型和預選線路集合,以區域綜合能源系統對應的最優電源設備選址、電源設備最優數量和最優規劃線路為目標，建立優化約束條件和優化目標函數，對優化約束條件進行求解獲得該區域綜合能源系統的最優規劃路線，對優化目標函數進行求解獲得負荷節點在該區域綜合能源系統中對應電源設備的最優選址、以及電源設備的最優數量；

步驟D、基于網源設備模型和預選線路集合，以負荷節點對應的網源設備模型為輸入，以該負荷節點對應電源設備的最優選址、電源設備的最優數量和最優規劃路線為目標輸出，建立網源聯合優化模型，獲得構建好的網源聯合優化模型；

步驟E、按照步驟A至步驟D中的方法，針對區域能源系統中的新增負荷節點，獲得新增負荷節點對應的網源設備模型和預選線路集合，應用網源聯合優化模型，執行對該區域能源系統的優化，得到新增負荷節點在該區域綜合能源系統的最優規劃線路、對應電源設備的最優選址、以及對應電源設備的最優數量。

進一步地，前述的步驟A中，光伏發電系統模型為：