[发明专利]一种分布式综合能源系统离网状态能量平衡仿真方法

说明书

本发明涉及一种分布式综合能源系统离网状态能量平衡仿真方法，包括以下步骤：对综合能源系统1、综合能源系统2进行仿真建模，输出各设备的物理模型；建立综合能源系统1燃气轮机、综合能源系统2储能装置的综合调频仿真模型；启动分布式综合能源系统离网运行仿真；在离网运行仿真过程中，储能装置的综合调频仿真模型依据储能装置的荷电状态SOC(State of Charge，SOC)数据自动调整，以保持分布式综合能源系统离网状态能量平衡。本发明提升了仿真可信度，为提高分布式综合能源系统运行可靠性和综合能效提供技术支撑。

技术领域

本发明涉及一种分布式综合能源系统离网状态能量平衡仿真方法，属于分布式供能技术领域。

背景技术

我国在《国家中长期科学和技术发展纲要(2006-2020年)》中将“分布式供能技术”列为先进能源技术领域的重点前沿技术。截至目前，我国已通过973、863计划启动了多项与分布式综合能源相关的科技研发项目。多能互补集成优化的分布式能源系统可以充分满足不同地域用户多样化用能需求，创新能源供应模式，实现电/热/冷等多能源系统之间及源-网-荷-储不同环节之间的协同高效利用。

针对分布式综合能源系统而言，其并网运行往往关注经济性方面的指标，而对于分布式能源系统离网状态而言，独立供电运行模式下的热力系统弹性和刚性电力系统稳定运行相互影响(如在秒与分钟级的多时间尺度暂态交互影响)，将制约独立供电运行能力。因此，需要获取不同运行控制策略下慢动态热系统与快动态电力网络的能量平衡实时状态，进而发挥不同类型能源间的互补优势，尤其是利用系统中燃气轮机与储能装置的电源支撑特性、热电用户的需求响应特征等，实现多能源互补发电及重要负荷独立供电的自主控制和系统频率稳定。采取多能互补耦合综合仿真是能量平衡实时状态获取的重要实现手段，目前通过MATLAB\PSCAD等仿真软件可建立电/热/冷等多能源系统的仿真模型，并开发了相应的频率一次调节和二次调节模型，对频率调节的燃气轮机与储能装置等设计相应的调节器，但在综合仿真方面，尤其是多个综合能源系统分布式互联结构，一方面较少考虑到热负荷变化对系统频率的影响，同时针对储能装置通常采用恒定的调频模型，尚未充分考虑其荷电状态对控制模型的影响。这些因素导致仿真结果失真，降低了分布式综合能源系统离网状态下能量平衡仿真的有效性。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种分布式综合能源系统离网状态能量平衡仿真方法，提升仿真可信度，为提高分布式综合能源系统运行可靠性和综合能效提供技术支撑。

本发明技术解决方案：一种分布式综合能源系统离网状态能量平衡仿真方法，包括以下步骤：

第一步，MATLAB\PSCAD等仿真环境下，对综合能源系统1、综合能源系统2进行仿真建模，输出燃气轮机、照明负荷、光伏、送风热负荷、储能装置、风电、热水负荷、动力负荷以及并网开关1、并网开关2、联络开关等各设备的物理模型；综合能源系统1包含燃气轮机、照明负荷、光伏、送风热负荷等单元，通过并网开关1与交流系统1并网运行；综合能源系统2包含储能装置、风电、热水负荷、动力负荷等单元，通过并网开关2与交流系统2并网运行；综合能源系统1与综合能源系统2之间通过联络开关进行互联；

第二步，在第一步得到物理模型的基础上，建立综合能源系统1燃气轮机、综合能源系统2储能装置的综合调频仿真模型；

第三步，在第一步建立综合能源系统1、综合能源系统2各设备的物理模型以及第二步建立的综合调频仿真模型基础上，启动分布式综合能源系统离网运行仿真；当分布式综合能源系统离网运行时，综合能源系统1与综合能源系统2之间的联络开关闭合；并网开关1、并网开关2断开；

第四步，在离网运行仿真过程中，储能装置的综合调频仿真模型依据储能装置的荷电状态(State of Charge，SOC)数据自动调整，以保持分布式综合能源系统离网状态能量平衡。

所述第二步，具体实现如下：