一种综合能源系统中的负荷柔性调度方法及系统与流程

本发明涉及综合能源系统领域，更具体的，涉及一种综合能源系统中的负荷柔性调度方法及系统。

背景技术：

1、综合能源系统指在规划、建设和运行等过程中，通过对能源的生产、传输与分配、转换、存储、消费等环节进行有机协调与优化后，形成的能源产供销一体化系统，是能源互联网的物理载体。它主要包括供能网络，如供电、供气、供冷/热等网络，能源交换环节，如cchp机组、发电机组、锅炉、空调、热泵等，能源存储环节，如储电、储气、储热、储冷等，终端综合能源供用单元，如微网，以及大量终端用户共同构成。

2、综合能源系统的优势在于，在系统的规划、运行中，就能够考虑到不同能源类型的优势互补，为高效、灵活的能量交易提供物理支持，因此能够提高能源效率、降低能源费用。另一方面，综合能源系统也有助于可再生分布式能源的大规模接入和高效利用。

3、为了确保综合能源系统中各种能源的合理耦合、相互支持，综合能源系统的调度问题亟待解决。目前，综合能源系统的调度通常只是考虑运行成本，不仅缺乏对环境问题的关注，也没有考虑到柔性负荷参与优化调度的优势。更进一步的，在商业园区层面，精细化的调度方式仍然无法开展，综合能源系统中级联事故的发生风险居高不下。

4、进一步的，综合能源系统需要在增强系统的安全可靠性和应对突发情况上逐步改进。然而，强耦合的多能源系统构建，在实现低成本的能源独立供给的同时，也增加了系统级联事故的发生风险。

5、针对上述问题，亟需一种综合能源系统中的负荷柔性调度方法、系统、终端及计算机可读存储介质。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种综合能源系统中的负荷柔性调度方法、系统、终端及计算机可读存储介质，通过采集商业园区中综合能源系统的部署规模参数，构建出调度基础模型，并利用混合整数线性规划算法对模型求解，从而获取到准确可靠的负荷柔性调度策略。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、本发明第一方面，涉及一种综合能源系统中的负荷柔性调度方法，方法包括以下步骤：步骤1，采集商业园区中综合能源系统的部署规模参数，从而构建出综合能源系统的调度基础模型；步骤2，基于上级电网的电力平衡参数，利用混合整数线性规划算法对调度基础模型进行求解，从而生成综合能源系统中的负荷柔性调度策略。

4、优选的，综合能源系统中至少包括部署于商业园区中的cchp机组、地源热泵机组、电动汽车充电站、光伏发电机组和电池储能，以及与商业园区实现电能交互的上级电网并网点。

5、优选的，部署规模参数至少包括：cchp机组中部署的燃气轮机数量、燃气轮机单位耗气下的发电量、吸收式溴化锂机组数量、吸收式溴化锂机组单位耗电下的供热量或供冷量，以及水蓄能机组的蓄水容量、热电转化效率；地源热泵机组的额定功率、单位耗电下的供热量；电动汽车充电站的充放电功率；光伏发电机组的发电预测功率；电池储能的储能容量、充放电功率；上级电网并网点的供电能力。

6、优选的，调度基础模型中包括综合能源系统的电功率平衡模型和热功率平衡模型；其中，电功率平衡为商业园区的负荷用电量与综合能源系统的发电量之间的平衡；热功率平衡模型为商业园区中的耗热量与供热量的平衡、耗冷量与供冷量的平衡。

7、优选的，在调度基础模型中，综合能源系统中cchp机组、地源热泵机组、电动汽车充电站、光伏设备和电池储能的任一个应当满足其储能约束条件和储热约束条件。

8、优选的，上级电网的电力平衡参数是根据上级电网的实时供电能力而计算得到的；其中，当上级电网的实时供电能力较低时，电力平衡参数取值较高；当上级电网的实时供电能力较高时，电力平衡参数取值较低。

9、优选的，利用混合整数线性规划算法对所述调度基础模型进行求解还包括：分别规划第一指标、第二指标和第三指标，并以第一指标至第三指标之和最小为规划目标，实现混合整数线性规划算法的求解；其中，第一指标为上级电网并网点的资源消耗量和cchp机组的原始资源消耗量之和；第二指标为综合能源系统的环境补偿因子；第三指标为综合能源系统的需求响应补偿。

10、优选的，环境补偿因子的计算公式为：

11、

12、其中，ct为实时补偿参数，ea为商业园区的碳配额，εr,e为上级电网的单位电量碳排放系数，εr,h为cchp机组的单位热量碳排放系数，为t时段下商业园区从上级电网并网点获得的电量，为t时段下cchp机组的输出电量，为cchp机组的电热折算系数，为吸收式溴化锂机组的供能量，t为混合整数线性规划算法在单次计算过程中所采用的参数的时长。

13、优选的，cchp机组的单位热量碳排放系数、cchp机组的电热折算系数是基于部署规模参数计算得到的。

14、优选的，需求响应补偿包括可平移负荷的需求响应补偿ftran、可削减负荷的需求响应补偿fcut。

15、优选的，综合能源系统中的负荷柔性调度策略中，若上级电网的电力平衡参数小于第一预设门槛，则配置综合能源系统中cchp机组处于节能运行状态、地源热泵机组和光伏发电机组处于停运状态；并且，cchp机组的发电量用于水蓄能机组的蓄能。

16、优选的，综合能源系统中的负荷柔性调度策略中，若上级电网的电力平衡参数大于第一预设门槛，则配置综合能源系统中cchp机组处于正常运行状态、地源热泵机组处于供能状态。

17、优选的，综合能源系统中的负荷柔性调度策略中，若上级电网的电力平衡参数大于第二预设门槛，则中断上级电网并网点对所述综合能源系统的供电；并且，若上级电网的电力平衡参数小于第二预设门槛，则电池储能选择性参与储能，若上级电网的电力平衡参数大于第二预设门槛，则电池储能参与供能。

18、优选的，采用python语言实现所述混合整数线性规划算法中求解器的构建，并对负荷柔性调度策略进行求解。

19、本发明第二方面，涉及一种综合能源系统中的负荷柔性调度系统，系统用于实现本发明第一方面中方法的步骤；并且，系统包括构建模块、策略模块；其中，构建模块，用于采集商业园区中综合能源系统的部署规模参数，从而构建出综合能源系统的调度基础模型；策略模块，用于基于上级电网的电力平衡参数，利用混合整数线性规划算法对调度基础模型进行求解，从而生成综合能源系统中的负荷柔性调度策略。

20、本发明第三方面，涉及一种终端，包括处理器及存储介质；存储介质用于存储指令；处理器用于根据指令进行操作以执行根据本发明第一方面中方法的步骤。

21、本发明第四方面，涉及一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面中方法的步骤。

22、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明中的一种综合能源系统中的负荷柔性调度方法、系统、终端及计算机可读存储介质，通过采集商业园区中综合能源系统的部署规模参数，构建出调度基础模型，并利用混合整数线性规划算法对模型求解，从而获取到准确可靠的负荷柔性调度策略。本发明有效可靠，负荷柔性调度策略不仅充分考虑到多能源系统中不同资源类型、不同功能方式之间的耦合关系，同时极大降低系统级联事故风险、确保低成本的系统运行，提供了精细化的基于负荷侧的调度调控，有利于可再生、分布式能源的规模接入和充分利用。

23、本发明的有益效果还包括：

24、1、方法根据综合能源系统在如商业园区等各类应用环境中的实际规模而调整部署规模参数，以便于对于综合能源系统的实际情况进行判断和了解，从而实现更有效的调度。进一步的，本发明采用的这种方法不限制综合能源系统中的各类机组或设备的类型、运行原理和效能，而是通过部署规模参数来描述各类能源之间的耦合方式、能源供需的关联方式，确保了方法的兼容性和未来的可延展性。

25、2、方法同时考量了热能平衡与电能平衡，并在热能平衡的前提下，确保电能的平衡，通过综合调度和调节，最大化实现了新能源设备在综合能源系统中的参与度，确保了园区对各类负荷的支持，同时实现了充分的节能减排。

26、3、方法在判定能量供应优先等级时，综合考量了资源消耗量、环境补偿因子和需求响应代价这三个不同方面的指标，因此方法的计算结果更能够切合电网实际，确保了能源互补、综合调度过程的有效性，保证计算结果的准确性和有效性。此外，方法还针对商业园区综合能源系统，考虑碳交易机制及柔性负荷的影响，提高综合能源系统的低碳性和经济性。