一种综合能源系统多目标优化调度方法与流程

本发明涉及一种综合能源系统多目标优化调度方法，属于发电。

背景技术：

1、综合能源系统(integrated energy system，ies)耦合了多种能量，通过对能源的梯级利用，进而实现对能量高效、清洁、经济、可靠的供应。ies是实现双碳这一目标的有效途径，目前对ies优化调度的研究基本都是围绕低碳经济来展开的，主要集中在需求侧响应的不确定性、计及碳排放的影响以及对一些优化算法的研究。然而，大部分研究的优化调度模型中常常忽略掉变工况特性，默认耦合机组的转换效率维持不变，也即是只考虑在定参数运行的状态；但是实际工况可能与定参数的状态具有偏差，导致在其输入输出上也产生一定的偏差，影响计算结果的准确性，从而不能工作在最佳的经济性和效率上状态。

技术实现思路

1、本发明要解决技术问题是：克服上述技术的缺点，提供一种考虑可变工况，进行动态调节的综合能源系统多目标优化调度方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种综合能源系统多目标优化调度方法，包括如下步骤：

3、(1)设立目标函数；将不同量纲下的参数进行归一化后进行线性组合，再计算目标函数f,式中，ceco、ceco，0分别为综合能源系统的实际运行成本和定参数运行成本；ηies、ηies,0分别为综合能源系统的实际能源利用率与定参数能源利用率；α为权重系数；

4、(2)计算实际运行成本；实际运行成本包括购能成本、设备维护成本和碳排放成本；实际运行成本ceco的函数为：

5、

6、cu，t＝pe,tβe,t+gg,tβg,t；

7、

8、

9、其中，cu,t表示t时段的综合能源系统的购买能源成本，pe,t和βe,t分别表示t时段的购电功率与购电单价，gg,t和βg,t分别表示购气量与购气单价；cmat，t表示t时段的综合能源系统的设备维护成本，pi，t表示综合能源系统的第i机组在t时段的功率，ki表示综合能源系统的第i机组运维系数；表示碳排放成本，rc表示碳税价格，γgt、γgb、γgrid分别表示综合能源系统的燃气轮机、燃气锅炉、电网的碳排放系数；pgt,t、pgb,t和pgrid,t分别表示综合能源系统的燃气锅炉、燃气轮机、购电的有功功率，qgt,t表示综合能源系统的燃气锅炉的无功功率；

10、(3)计算实际能源利用率；实际能源利用率ηies的定义为用户对冷、热、电负荷的需求总量与从外部系统输入能量的比值，其计算公式为:

11、

12、式中，pe、gg分别表示从购买的电能、天然气；le、lh和lc分别表示综合能源系统内的冷负荷、热负荷、电负荷；λe、λh和λc分别为冷负荷、热负荷、电负荷的能质系数；λe和λg分别为电能、天然气的折算系数；

13、(4)根据f进行调节，当f大于等于1时则不需调整，否则，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率，并再次重复执行步骤(1)到(4)，直至f大于等于1。

14、上述方案进一步的改进在于：α由模糊层次分析法来确定。

15、上述方案进一步的改进在于：α＝0.5。

16、上述方案进一步的改进在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率具有功率平衡约束：

17、

18、式中，pex,t、gex,t、qex,t、cex,t分别表示综合能源系统的能量转换设备在t时段输出的电、气、热、冷功率，pcha,t、gcha,t、qcha,t、ccha,t分别表示综合能源系统中储能设备在t时段所储存的电、气、热、冷功率，pdis,t、gdis,t、qdis,t、cdis,t分别表示综合能源系统中储能设备在t时段所释放的电、气、热、冷功率，pin,t、gin,t、qin,t分别表示综合能源系统中能量转换设备在t时段输入的电、气、热功率。

19、上述方案进一步的改进在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率具有设备输出功率与爬坡约束：

20、

21、式中，pi,min、pi,max分别表示第i机组输出功率的上下限，ri,down、ri,up分别代表第i机组的上爬坡功率和下爬坡功率。

22、上述方案进一步的改进在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率具有购能约束：

23、

24、式中，pbuy,min、pbuy,max分别代表购电功率的上下限，gbuy,min、gbuy,max分别代表购气量的上下限。

25、上述方案进一步的改进在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率具有储能设备约束：

26、

27、式中，qbes,min、qbes,max分别为储能设备的最大容量与最小容量，qbes(t)为储能设备的在t时段的储能量；pbes,min、pbes,max分别为储能设备在单位时间内充放功率的最大值与最小值；pbes,i为储能设备当前充放功率，ηes,c和ηes,d分别为储能设备的充电效率和放电效率。

28、上述方案进一步的改进在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率具有联络线传输功率的约束：

29、

30、pe,min、pe,max分别为外部电网向综合能源系统传输电功率的上下限，gg,min、gg,max分别为外部天然气网向综合能源系统传输天然气流量的上下限。

31、本发明提供的综合能源系统多目标优化调度方法，提高了热电联产机组功能灵活性，达到节能减排的效果，实现了综合能源系统低碳、经济、高效运行。

技术特征：

1.一种综合能源系统多目标优化调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的综合能源系统多目标优化调度方法，其特征在于：α由模糊层次分析法来确定。

3.根据权利要求1所述的综合能源系统多目标优化调度方法，其特征在于：α＝0.5。

4.根据权利要求1所述的综合能源系统多目标优化调度方法，其特征在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率具有功率平衡约束：

5.根据权利要求4所述的综合能源系统多目标优化调度方法，其特征在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率具有设备输出功率与爬坡约束：

6.根据权利要求5所述的综合能源系统多目标优化调度方法，其特征在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率具有购能约束：

7.根据权利要求6所述的综合能源系统多目标优化调度方法，其特征在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率具有储能设备约束：

8.根据权利要求7所述的综合能源系统多目标优化调度方法，其特征在于：所述步骤4中，调节综合能源系统中各机组发电功率、储能设备的储能和输出功率、购电功率具有联络线传输功率的约束：

技术总结
本发明涉及一种综合能源系统多目标优化调度方法，包括：设立目标函数，计算实际运行成本，计算实际能源利用率；根据F进行调节等步骤。本发明提供的综合能源系统多目标优化调度方法，提高了热电联产机组功能灵活性，达到节能减排的效果，实现了综合能源系统低碳、经济、高效运行。

技术研发人员：徐懂理,崔梦麟,刘笑笑,王超群,高瑞阳,钱俊杰
受保护的技术使用者：南京苏数源电力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13