[发明专利]考虑电/热柔性负荷的区域综合能源系统储能配置方法

说明书

本发明提供了一种考虑电/热柔性负荷的区域综合能源系统储能配置方法，该方法首先综合分析了电负荷的构成以及供热系统的热力传输特点，建立电/热柔性负荷模型；然后，在已知区域综合能源系统的架构的基础上，建立各能量组件的模型。同时设置约束条件，包括能量平衡约束、能量组件出力约束、联络线传输功率约束、储能约束。其次，考虑系统用能、投资、运维、补偿成本，建立经济型单目标优化模型。最后，基于LINGO18.0软件对所建的储能优化配置模型进行求解，得到各个设备的最佳出力以及蓄电池、储热罐的最优容量。本发明所述方法对区域综合能源系统进行储能优化配置，提高能源利用效率。

技术领域

本发明属于能源系统优化配置，具体涉及一种考虑电/热柔性负荷的区域综合能源系统储能配置方法。

背景技术

传统的能源系统规划与运行局限于单一能源形式，不利于经济环保以及能源的梯级利用。综合能源系统整合一定区域内电能、天然气、热能等多种能源，实现多种能源之间的协同优化和互补互济，对提高能源的利用效率、促进可再生能源消纳以及实现节能减排目标具有重要意义。

储能是综合能源系统(ICES)的重要组成部分和关键支撑技术，能够解决能源的生产和消费在时间上的不匹配，满足社会发展对供能安全性、可靠性的要求，提高综合能源系统的能源利用效率和经济性的重要手段，合理配置储能设备的容量对于综合能源系统优化规划是十分必要的。电力高峰负荷持续增长以及可再生能源的迅猛发展对电力系统调节能力提出新的重大挑战，柔性负荷参与调度能够优化负荷曲线、促进可再生能源消纳以及减少新增装机容量，已成为国内外关注的热点，柔性负荷调度在电力市场发展较为成熟的欧美国家表现为需求响应。由于供热系统具有传输延迟性以及用户的供热舒适度具有模糊性，热负荷同样可以作为柔性负荷参与优化调度。

因此在储能优化配置中考虑电/热柔性负荷对于构建经济高效的区域综合能源系统具有重大的现实意义。本发明提出一种考虑电/热柔性负荷的区域综合能源系统储能优化配置方法，建立电/热柔性负荷模型、能量组件模型及经济性单目标优化模型，相比未考虑电/热柔性负荷的储能规划场景，提高综合能源系统经济性，减少储能设备配置容量，有效促能源梯级利用，是解决综合能源系统储能规划问题的有效手段。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提出一种考虑电/热柔性负荷的区域综合能源系统储能配置方法，以期节约运行成本，减少储能配置容量、提高能源利用效率，达到经济性最优。

技术方案：本发明提供的一种考虑电/热柔性负荷的区域综合能源系统储能配置方法，包括以下步骤：

(1)向ICES输入系统信息，包括ICES的架构信息、能源组件单元信息、电负荷信息、室内采暖热负荷信息、室外温度信息、风力发电预测信息、分时电价信息、天然气价格信息；

(2)建立ICES的电/热柔性负荷模型，其中电力柔性负荷包括可平移负荷、可转移负荷、可削减负荷；

(3)建立ICES的能量组件模型，包括燃气轮机模型、燃气锅炉模型、余热锅炉模型、储能系统模型；

(4)设置ICES运行约束条件，包括电力柔性负荷持续时间以及负荷功率范围约束、能量平衡约束、能量组件出力约束、联络线传输功率约束；

(5)建立包含系统投资、运行、补偿费用在内的经济型单目标优化模型；

(6)基于LINGO18.0软件求解考虑电/热柔性负荷的区域综合能源系统储能配置模型；

(7)输出ICES信息，包括蓄电池以及储热罐容量、燃气轮机的电热出力、消耗天然气量、购电量、余热锅炉热出力量、燃气锅炉热出力量、风电出力量等信息。

进一步，步骤(2)建立综合能源系统的电/热柔性负荷模型包括：

A、电力柔性负荷