[发明专利]含储能的综合能源微网优化规划方法及综合能源微网系统

说明书

本发明公开了一种含储能的综合能源微网优化规划方法，首先对微网内的各个设备进行详细的独立建模，然后以系统运行成本最小为目标函数，并综合考虑机组的出力特性、爬坡特性等机组特性约束以及储能装置的容量约束、充放速率约束，形成了整个含有CCHP系统、电制冷机组、储能(储电、储热)设备以及风、光两种可再生能源的综合能源微网最优经济运行模型，并采用非线性规划方法对其进行求解，得到系统内部各单元的最佳出力分配以及总的系统运行成本，为综合能源微网的实际运行提供参考与决策支持。

技术领域

本发明属于电力系统规划领域，尤其涉及一种含储能的综合能源微网优化规划方法及含储能的综合能源微网系统。

背景技术

伴随着全球能源结构革命的进行，能源消费主体渐渐从不可再生能源向可再生能源迁移。在这个能源结构过渡时期，集成利用不可再生能源与可再生能源进行供能的综合能源微网在岛屿供能、独立园区供能等方面得到了初步应用，也受到了大量研究者的关注。但以风电、光伏为代表的可再生能源出力具有极为显著的间歇性与随机性，在实际的风电场与光伏站并网运行中常有弃风、弃光的现象发生。相比大电网，微网的调峰能力更加薄弱，所以弃风弃光现象直接制约了可再生能源渗透率较高的综合能源微网能源利用率的提高。

目前提高可再生能源消纳率的研究热点大体有多能联供、装设储能设备、需求侧响应几种。其中多能联供技术主要是通过以CCHP系统(即Combined Cooling Heating andPower系统，冷热电联产系统)作为微网的能源中枢，建立起冷、热、电三种能源形式之间的耦合关系，使得系统在源侧具有更好的调节空间；而储能则是通过储能与放能实现负荷或是可再生能源出力在时间上的再分配，达到削峰填谷的效果，进一步增强系统的调节能力。

目前CCHP系统已经在不少综合能源微网得到应用，但是在实际运行过程中，往往存在CCHP系统冷、热、电出力按经验分配的现象，比如传统的热电联产机组(CHP，即combined heat and power)通常按照“以热定电”方式运行，缺少一个优化规划的方法，无法实现最佳的综合能效与经济效益。

尽管针对综合能源微网的优化规划方法在实际中应用还不多，但是这方面的研究已经在国内外广泛开展，也提出了相当多的技术与方法。虽然这些方法与技术具有一定的应用成效，但是在某些方面仍具有一定的局限性：目前大多数文献、专利提供的优化规划方法在提出的热电联产模型中对CCHP系统的建模较为笼统，大多直接按照线性关系给定机组供电、供热、供冷之间的关系，忽略了CCHP系统中燃气轮机、余热锅炉、抽凝式(或背压式)汽轮机、溴化锂机组之间的耦合关系，随之也就无法明确CCHP系统电热之间的比例是否可调、若可调又需满足什么样的约束，得到的规划结果也无法直接指导生产实际，而且简化后的线性关系也与实际机组特性出入较大。

发明内容

针对上述问题，本发明基于一种含储能的CCHP综合能源微网模型，提供一种含储能的综合能源微网优化规划方法，其采用以下技术方案：

一种含储能的综合能源微网优化规划方法，包括：

步骤1、建立含储能的CCHP微网结构，其包括CCHP系统、可再生能源装置、储能装置和用能负荷；

步骤2、建立含储能的CCHP微网设备模型与负荷模型；

步骤3、建立含储能的CCHP微网最优经济运行模型；

步骤4、应用非线性规划方法求解含储能的CCHP微网最优经济运行模型，得到系统内各单元的优化出力分配并应用于实际。

步骤1所述的含储能的CCHP微网结构包括CCHP系统、电制冷机组、可再生能源装置、储能装置和用能负荷。

优选地，所述的含储能的CCHP微网结构还包括电制冷机组。

优选地，所述的CCHP系统包括燃气轮机、余热锅炉、抽凝式汽轮机和溴化锂机组；