多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化方法，该方法首先构建多能源微网的综合需求响应和多能实体储能装置的运行模型；在此基础上，提出多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化模型；最后，提出基于混合整数二阶锥规划的模型求解方法来保证解的最优性。本发明专利技术方法求得的电力系统黑启动优化方法相比传统微电网作为黑启动电源的黑启动优化策略而言，具有更高的黑启动恢复速率和更多的机组恢复发电量。恢复速率和更多的机组恢复发电量。恢复速率和更多的机组恢复发电量。

【技术实现步骤摘要】
多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化方法


[0001]本专利技术涉及电力系统领域
，具体为一种多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化方法。

技术介绍

[0002]现有研究探究了微电网参与电力系统黑启动的优化策略，为电力系统恢复做出了重要贡献。然而在当前的能源互联网背景下，微电网中不仅包括传统的电力负荷，还有热力、天然气负荷，即多能源微网。多能源微网通常具有电、热、气等多能实体储能装置，且多能源微网的多能源用户可以进行综合需求响应来等效为虚拟储能，目前已有一些研究证明了综合需求响应和多能源实体储能装置等多类型储能资源可以提高多能源微网的运行灵活性。因此，如果能将多能源微网作为黑启动电源参与电力系统恢复，就可以充分发挥多能源微网中的综合需求响应和多类型储能装置的作用，从而提高黑启动恢复速率。在此背景下，如何构建多能源微网的综合需求响应和多能实体储能装置的运行模型以及多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化模型，并提出相应的求解方法，是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0003]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0004]鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
[0005]因此，本专利技术解决的技术问题是：将多能源微网作为黑启动电源，提供一种多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化方法，包括：
[0007]构建多能源微网的综合需求响应和多能实体储能装置的运行模型；
[0008]构建多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化模型；
[0009]对优化模型进行数学转换，将其转换为混合整数二阶锥规划模型使用商用求解器对优化模型求解。
[0010]作为本专利技术所述的多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化方法的一种优选方案，其中：所述运行模型包括：
[0011]多能源微网的综合需求响应由电力、热力、天然气需求响应的负荷中断需求响应和负荷转移需求响应组成；
[0012]多能实体储能装置对储电装置、储热装置、储气装置进行运行约束。
[0013]作为本专利技术所述的多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化方法的一种优选方案，其中：所述多能源微网的综合需求响应包括：
[0014]电力需求响应的负荷中断需求响应表示为：
[0015][0016][0017]其中，上标t表示时刻，为综合能源系统的电负荷功率，为综合需求响应中电负荷的中断功率，T
BS
为黑启动阶段的步长数量，为反映时刻t电负荷进行中断需求响应的二进制系数，其值为1表示电负荷实施中断需求响应，为电负荷中断的最大比例，为黑启动阶段中实施负荷中断的最大次数；
[0018]电力需求响应的负荷转移需求响应表示为：
[0019][0020][0021][0022][0023][0024]其中，为综合需求响应中电负荷的转移功率，和分别为综合需求响应中的移出电功率和移入电功率的二进制系数，和分别为综合需求响应中的移出电功率和移入电功率，为黑启动阶段中实施负荷转移的最大次数，为电负荷转移的最大比例，为多能源微网的电负荷；
[0025]热力需求响应的负荷中断需求响应表示为：
[0026][0027][0028]其中，为综合能源系统的热负荷功率，为综合需求响应中热负荷的中断功率，为反映时刻t热负荷进行中断需求响应的二进制系数，其值为1表示热负荷实施中断需求响应，为热负荷中断的最大比例，
[0029]为黑启动阶段中实施负荷中断的最大次数；
[0030]热力需求响应的负荷转移需求响应表示为：
[0031][0032][0033][0034][0035][0036]其中，和分别为综合需求响应中的移出热功率和移入热功率的二进制系数，和分别为综合需求响应中的移出热功率和移入热功率，为热负荷转移的最大比例，为多能源微网的热负荷；
[0037]天然气需求响应的负荷中断需求响应表示为：
[0038][0039][0040]其中，为综合能源系统的天然气负荷功率，为综合需求响应中天然气负荷的中断功率，为反映时刻t天然气负荷进行中断需求响应的二进制系数，其值为1表示天然气负荷实施中断需求响应，为天然气负荷中断的最大比例，为黑启动阶段中实施负荷中断的最大次数；
[0041]天然气需求响应的负荷转移需求响应表示为：
[0042][0043][0044][0045][0046][0047]其中，和分别为综合需求响应中的移出天然气功率和移入天然气功率的二进制系数，和分别为综合需求响应中的移出天然气功率和移入天然气功率，为天然气负荷转移的最大比例，为多能源微网的天然气负荷。
[0048]作为本专利技术所述的多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化方法的一种优选方案，其中：所述对多能实体储能装置进行运行约束包括：
[0049]荷电状态SOC约束，表示为：
[0050][0051][0052][0053]其中，和分别为时刻t和时刻t
‑
1的储电装置SOC，和分别为储电装置的能量损失系数、充电效率系数和放电效率系数，和分别为储电装置SOC的上限和下限，和分别为黑启动开始和结束时的储电装置SOC，和分别为储电装置的充电和放电二进制系数，
[0054]和分别为储电装置充电功率和放电功率的上限，Δt为黑启动时间步长；
[0055]充放电功率上下限约束，表示为：
[0056][0057][0058]充放电不同时进行约束，表示为：
[0059][0060]储热SOC约束，表示为：
[0061][0062][0063][0064]其中，和分别为时刻t和时刻t
‑
1的储热装置SOC，和分别为储热装置的能量损失系数、充热效率系数和放热效率系数，和分别为储热装置SOC的上限和下限，和分别为黑启动开始和结束时的储热装置SOC，和分别为储热装置的充热和放热功率，和分别为储热装置充热功率和放热功率的上限；
[0065]充放热功率上下限约束，表示为：
[0066][0067][0068]充放热不同时进行约束，表示为：
[0069][0070]储气SOC约束，表示为：
[0071][0072][0073][0074]其中，和分别为时刻t和时刻t
‑
1的储气装置SOC，和分别为储气装置的能量损失系数、充气效率系数和放气效率系数，和分别为储气装置SOC的上限和下限，和分别为黑启动开始和结束时的储气装置SOC，和分别为储气装置的充气和放气功率，和分别为储气装置充气功率和放气功率的上限；
[0075]充放气功率上下限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化方法，其特征在于，包括：构建多能源微网的综合需求响应和多能实体储能装置的运行模型；构建多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化模型；对优化模型进行数学转换，将其转换为混合整数二阶锥规划模型使用商用求解器对优化模型求解。2.如权利要求1所述的多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化方法，其特征在于，所述运行模型包括：多能源微网的综合需求响应由电力、热力、天然气需求响应的负荷中断需求响应和负荷转移需求响应组成；多能实体储能装置对储电装置、储热装置、储气装置进行运行约束。3.如权利要求2所述的多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化方法，其特征在于所述多能源微网的综合需求响应包括：电力需求响应的负荷中断需求响应表示为：电力需求响应的负荷中断需求响应表示为：其中，上标t表示时刻，为综合能源系统的电负荷功率，为综合需求响应中电负荷的中断功率，T
BS
为黑启动阶段的步长数量，为反映时刻t电负荷进行中断需求响应的二进制系数，其值为1表示电负荷实施中断需求响应，为电负荷中断的最大比例，为黑启动阶段中实施负荷中断的最大次数；电力需求响应的负荷转移需求响应表示为：电力需求响应的负荷转移需求响应表示为：电力需求响应的负荷转移需求响应表示为：电力需求响应的负荷转移需求响应表示为：电力需求响应的负荷转移需求响应表示为：其中，为综合需求响应中电负荷的转移功率，和分别为综合需求响应中的移出电功率和移入电功率的二进制系数，和分别为综合需求响应中的移出电功率和移入电功率，为黑启动阶段中实施负荷转移的最大次数，为电负荷转移的最大比例，为多能源微网的电负荷；热力需求响应的负荷中断需求响应表示为：
其中，为综合能源系统的热负荷功率，为综合需求响应中热负荷的中断功率，为反映时刻t热负荷进行中断需求响应的二进制系数，其值为1表示热负荷实施中断需求响应，为热负荷中断的最大比例，为黑启动阶段中实施负荷中断的最大次数；热力需求响应的负荷转移需求响应表示为：热力需求响应的负荷转移需求响应表示为：热力需求响应的负荷转移需求响应表示为：热力需求响应的负荷转移需求响应表示为：热力需求响应的负荷转移需求响应表示为：其中，和分别为综合需求响应中的移出热功率和移入热功率的二进制系数，和分别为综合需求响应中的移出热功率和移入热功率，为热负荷转移的最大比例，为多能源微网的热负荷；天然气需求响应的负荷中断需求响应表示为：天然气需求响应的负荷中断需求响应表示为：其中，为综合能源系统的天然气负荷功率，为综合需求响应中天然气负荷的中断功率，为反映时刻t天然气负荷进行中断需求响应的二进制系数，其值为1表示天然气负荷实施中断需求响应，为天然气负荷中断的最大比例，为黑启动阶段中实施负荷中断的最大次数；天然气需求响应的负荷转移需求响应表示为：天然气需求响应的负荷转移需求响应表示为：天然气需求响应的负荷转移需求响应表示为：
其中，和分别为综合需求响应中的移出天然气功率和移入天然气功率的二进制系数，和分别为综合需求响应中的移出天然气功率和移入天然气功率，为天然气负荷转移的最大比例，为多能源微网的天然气负荷。4.如权利要求3所述的多能源微网作为黑启动电源的电力系统黑启动优化方法，其特征在于，所述对多能实体储能装置进行运行约束包括：荷电状态SOC约束，表示为：荷电状态SOC约束，表示为：荷电状态SOC约束，表示为：其中，和分别为时刻t和时刻t
‑
1的储电装置SOC，和分别为储电装置的能量损失系数、充电效率系数和放电效率系数，和分别为储电装置SOC的上限和下限，和分别为黑启动开始和结束时的储电装置SOC，和分别为储电装置的充电和放电功率，和分别为储电装置充电功率和放电功率的上限，Δt为黑启动时间步长；充放电功率上下限约束，表示为：充放电功率上下限约束，表示为：充放电不同时进行约束，表示为：储热SOC约束，表示为：储热SOC约束，表示为：储热SOC约束，表示为：其中，和分别为时刻t和时刻t
‑
1的储热装置SOC，和分别为储热装置的能量损失系数、充热效率系数和放热效率系数，和分别为储热装置SOC的上限和下限，和分别为黑启动开始和结束时的储热装置SOC，和分别为储热装置的充热和放热功率，和分别为储热装置充热功率和放热功率的上限；
充放热功率上下限约束，表示为：充放热功率上下限约束，表示为：充放热不同时进行约束，表示为：储气SOC约束，表示为：储气SOC约束，表示为：储气SOC约束，表示为：其中，和分别为时刻t和时刻t
‑
1的储气装置SOC，和分别为储气装置的能量损失系数、充气效率系数和放气效率系数，和分别为储气装置SOC的上限和下限，和分别为黑启动开始和结束时的储气装置SOC，和分别为储气装置充气功率和放气功率的上限；充放气功率上下限约束，表示为：充放气功率上下限约束，表示为：充放气不同时进行约束，表示为：其中，和分别为储气装置的充气和放气功率。...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永清，李庆生，张兆丰，葛明阳，董树锋，王斌，杨婕睿，李震，牟雪鹏，杨东俊明，钟天璇，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：