[发明专利]一种含风电的电-气-热综合能源系统扩展规划优化方法

权利要求书

1.一种含风电的电-气-热综合能源系统扩展规划优化方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤(1)，首先，对包含能源中心电输入向量和气输入向量、CHP、PTG、初期系统、热泵系统、储电系统、储热系统以及电、热、气负荷的能源中心进行建模；

步骤(2)，根据设定时间段内对风电功率的不确定性进行精细化表达；

步骤(3)，根据步骤(1)中的建模和步骤(2)中的精细化表达，建立含风电的IES扩展优化规划模型，并利用基于场景法的两阶段规划求解策略，从而获得最终的能源系统扩展结果。

2.根据权利要求1所述的含风电的电-气-热综合能源系统扩展规划优化方法，其特征是，所述步骤(1)中，针对上述能源中心建模，该模型为下述能量流矩阵方程，如式(1)所示：

式(1)中，L_e、L_g、L_h为能源中心的电、气、热负荷向量，P^hub、G^hub为能源中心的电、气输入向量，C_ij为式(1)中间部分的矩阵的值，C_ij为耦合矩阵的系数，代表电-气-热之间的耦合关系，

能源中心内部的能量流方程可以由矩阵展开，如式(2)-式(4)，据此可将抽象的矩阵转换为下述具体方程加入到后述模型中作为约束：

上述式(2)-式(4)中，分别表示第b个能源中心的电、气、热负荷；分别为输入该能源中心的电能和天然气能；PC_c、PTG_p表示位于第b个能源中心的CHP机组、PTG装置的电功率；GC_c、GF_f、GP_p、表示位于第b个能源中心的CHP机组、燃气锅炉的耗气功率和PTG装置的产气功率；分别表示CHP机组和燃气锅炉的热效率。

3.根据权利要求2所述的含风电的电-气-热综合能源系统扩展规划优化方法，其特征是，所述步骤(2)中，运用场景分析法表达其不确定性分布，包括风电初始场景生成和场景缩减两部分；

2.1风电初始场景生成

依据风功率分布，通过以下步骤可得到N组T维的风电功率初始场景集合：

将该历史数据进行统计和处理，得到设定时间段的风电功率分布情况；再利用非参拟合的方法得到各个设定时间段下的风功率概率密度，再依据蒙特卡洛随机模拟方法在概率密度曲线的基础上生成每个设定时间段下的N×T组随机采样数组，其中T为每个场景下的时段数，每个场景下T个时段的风电功率可用随机序列表示，场景s下风电功率时间序列可表示为：

式(5)中，为风电功率场景s下的时间序列，为该时间序列第T个功率点，采用上述步骤可产生每个季节下的N×T采样矩阵，即N个风电随机场景集合；

2.2场景缩减

在保证计算速度和精度的前提下，需要对上述场景进行缩减，合并部分场景形成具有一定概率值的有限数量的典型场景集合，采用向后场景削减技术，将原始数据的N×T采样矩阵缩减为N_s×T矩阵，且可得到每N_s个场景对应的概率π^s。