基于有偿分配的综合能源系统削峰填谷调度策略技术方案

本发明专利技术涉及一种基于有偿分配的综合能源系统削峰填谷调度策略，属于电

【技术实现步骤摘要】
基于有偿分配的综合能源系统削峰填谷调度策略


[0001]本专利技术涉及一种基于有偿分配的综合能源系统削峰填谷调度策略，属于电
‑ꢀ
气综合能源系统优化调度


技术介绍

[0002]目前，随着市场改革的不断推进和信息技术的快速发展，仅由电力公司满足用户相应的能源需求的传统垄断性能源供应体系正逐渐被综合能源系统所取代。综合能源系统能够充分发挥多种形式能源之间的优势互补性，有效提高能源供给的灵活性，在人们对能源需求数量和质量不断提高的背景下发挥着重要作用。
[0003]综合能源系统从上级能源网络购买能源的过程和能量转化设备实现不同能源形式间转化过程中会不可避免的产生二氧化碳，不利于缓解全球气候变暖的问题。在用户用能高峰时期，有限的供能参数和设备容量会给系统的稳定运行、用户的正常用能带来巨大挑战。综合能源系统的运行以良好的经济性为目标，以上问题对综合能源系统的优化调度运行提出了更高的要求。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
，建立一种兼顾综合能源系统的运行稳定性、运行经济性和低碳环保性的优化调度方案。在保证能源系统经济性运行的情况下，有效实现用电高峰时期运行负荷时间或形式上的转移，并尽可能降低系统产生的碳排放量，充分发挥系统的绿色生态功能。为验证本方案的功能有效性，拟定无削峰填谷设备、电解槽和氢燃料电池、电转气和燃气轮机三种方案作为削峰填谷性能的对比方案，并将传统的不考虑碳排放成本的情况下系统碳排放量与该方案的情况进行对比分析。
[0005]本专利技术提供一种基于有偿分配的综合能源系统削峰填谷调度策略。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种基于有偿分配的综合能源系统削峰填谷调度策略，包括以下步骤：
[0008]L1、获取第一初始参数、第二初始参数、第三初始参数；
[0009]L2、依据所述第一初始参数中每时每刻上级能源网络的零售电价、零售气价，以综合能源系统从上级能源网络的购能策略和机组调度出力为决策变量，以购能成本和设备运行成本为目标函数，以从上级电力网络购买电能的上下限，从上级天然气网络购买天然气的上下限，燃气锅炉机组的效率、容量参数，热电联产机组的产热效率、产电效率、容量参数，每时每刻用户侧用电负荷、用热负荷，风力发电机出力参数，光伏发电机出力参数建立综合能源系统运行的等式约束和不等式约束，构建第一优化模型；
[0010]L3、依据所述第二初始参数，以综合能源系统的碳排放量成本为目标函数，以机组调度出力为决策变量，构建第二优化模型；
[0011]L4、依据所述第三初始参数，以综合能源系统的削峰填谷设备运行成本和映射到经济维度的削峰填谷效应之和为目标函数，以从上级电网购买的电功率，蓄电池的充电功
率和放电功率为决策变量，构建第三优化模型；
[0012]L5、根据L2
‑
L4建立的三个优化模型,利用等权重法构建总成本目标函数，并将总成本目标函数线性化，以总成本最小为优化目标求解得到决策变量的最优解，所述决策变量包括系统从上级能源网络的购能策略、能源转化设备的出力、削峰填谷设备调度策略；
[0013]L6、将步骤L5求解得到的相应决策变量分别带入到第一优化模型、第二优化模型、第三优化模型，得到相应结果。
[0014]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述第一初始参数包括从上级电力网络购买电能的上下限；从上级天然气网络购买天然气的上下限；每时每刻上级能源网络的零售电价、零售气价；燃气锅炉的效率、容量参数、单位运行成本；热电联产机组的产热效率、产电效率、容量参数、单位运行成本；每时每刻用户侧用电负荷、用热负荷；风力发电机组出力参数；光伏发电机组出力参数；所述第二初始参数包括从上级电网购买电能的碳排放量的二次项系数、一次项系数、常数项系数；能源转化设备供能的碳排放量的二次项系数、一次项系数、常数项系数；NBS议价所得的单位碳排放量的价格；所述第三初始参数包括经济折算系数；蓄电池的充电效率、放电效率、容量参数。
[0015]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述第一优化模型为：
[0016][0017]其中，N
t
为将一个调度周期分的时间段数，F1为在一个调度周期内综合能源系统的购能成本和设备运行成本函数，ε1为热电联产机组的单位运行成本，ε2为燃气锅炉的单位运行成本，P
CHP,out,e,t
、P
CHP,out,h,t
为热电联产机组在时刻t输出的电功率和热功率，P
GB,out,t
为燃气锅炉输出的热功率，λ
t
与μ
t
分别为从上级电网购买电能的零售电价和从上级天然气网购买天然气的零售气价，P
e,in,t
代表时刻t从上级电网购买的电功率，P
g,in,t
代表时刻t从上级天然气网购买的天然气功率。
[0018]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述第二优化模型为：
[0019]F2＝φ
*
E
[0020]其中，F2为综合能源系统的碳排放权购买成本，E为能源系统的碳排放总量，φ
*
为单位碳排放量的价格；
[0021][0022]其中，φ
max
为碳排放权交易价格的上限，φ
min
为碳排放权交易价格的下限。
[0023]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述第三优化模型为：
[0024][0025]其中，θ1为蓄电池设备的单位运行成本，ω为经济折算系数，P
e,in,t
‑1为时刻t
‑
1 从上级电网购买的电功率，P
ES,out,t
为蓄电池在时刻t输出的电功率，P
ES,in,t
为蓄电池在时刻t输入的电功率。
[0026]本专利技术技术方案的进一步改进在于：所述步骤L5中总成本目标函数线性化的表达式为
[0027][0028]其中，Ω
K
为分段集合；为分段k1两端节点对应的横坐标P
e,in
的值；为分段k1两端节点对应的纵坐标E1的值；ο
k
为连续变量，代表分段k1上优化结果的对应位置；ν
k
为二进制变量，用于保证第k1个分段区间填满后第k1+1个分段才能开始填充。
[0029]由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的技术效果有：
[0030]本专利技术的优化调度模型综合考虑了能源系统运行的稳定性、经济性和低碳环保性。本专利技术针对碳排放权价格问题建立有偿分配模型，避免了无偿分配模型下采用节能减排措施的综合能源系统面临的碳排放权分配不公平的问题，有利于刺激综合能源系统更新调度策略，降低综合能源系统在调度周期内的碳排放量。针对碳排放权的议价问题，采用NBS议价确保议价过程的公正。同时采用经济折算系数将综合能源系统从上级电网购买的电量曲线映射到经济维度，利于根据曲本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于有偿分配的综合能源系统削峰填谷调度策略，其特征在于，包括以下步骤：L1、获取第一初始参数、第二初始参数、第三初始参数；L2、依据所述第一初始参数中每时每刻上级能源网络的零售电价、零售气价，以综合能源系统从上级能源网络的购能策略和机组调度出力为决策变量，以购能成本与能源转化设备运行成本之和为目标函数，以从上级电力网络购买电能的上下限，从上级天然气网络购买天然气的上下限，燃气锅炉机组的效率、容量参数，热电联产机组的产热效率、产电效率、容量参数，每时每刻用户侧用电负荷、用热负荷，风力发电机出力参数，光伏发电机出力参数建立综合能源系统运行的等式约束和不等式约束，构建第一优化模型；L3、依据所述第二初始参数，以综合能源系统的碳排放量成本为目标函数，以机组调度出力为决策变量，构建第二优化模型；L4、依据所述第三初始参数，以综合能源系统的削峰填谷设备运行成本与映射到经济维度的削峰填谷效应之和为目标函数，以从上级电网购买的电功率，蓄电池的充电功率和放电功率为决策变量，构建第三优化模型；L5、根据L2
‑
L4建立的三个优化模型,利用等权重法构建总成本目标函数，并将总成本目标函数线性化，以总成本最小为优化目标求解得到决策变量的最优解，所述决策变量包括系统从上级能源网络的购能策略、能源转化设备的出力、削峰填谷设备调度策略；L6、将步骤L5求解得到的相应决策变量分别带入到第一优化模型、第二优化模型、第三优化模型，得到相应结果。2.根据权利要求1所述的基于有偿分配的综合能源系统削峰填谷调度策略，其特征在于：所述第一初始参数包括从上级电力网络购买电能的上下限；从上级天然气网络购买天然气的上下限；每时每刻上级能源网络的零售电价、零售气价；燃气锅炉的效率、容量参数、单位运行成本；热电联产机组的产热效率、产电效率、容量参数、单位运行成本；每时每刻用户侧用电负荷、用热负荷；风力发电机组出力参数；光伏发电机组出力参数；所述第二初始参数包括从上级电网购买电能的碳排放量的二次项系数、一次项系数、常数项系数；能源转化设备供能的碳排放量的二次项系数、一次项系数、常数项系数；NBS议价所得的单位碳排放量的价格；所述第三初始参数包括经济折算系数；蓄电池的充电效率、放电效率、容量参数。3.根据权利要求1所述的基于有偿分配的综合能源系统削峰填谷调度策略，其特征在于：所述第一优化模型为：其中，N

【专利技术属性】
技术研发人员：杨婕，杨梦实，马锴，郑千，郭士亮，袁亚洲，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：