[发明专利]考虑用户用能不确定性的电-气多能存储系统配置方法

说明书

本发明公开了一种考虑用户用能不确定性的电‑气多能存储系统配置方法。首先，建立含有电—气多能存储系统的区域综合能源系统模型；然后，分析了不同负荷特性以及用户用能种类不确定性对储能系统配置的影响；并在此基础上以经济性为目标，建立含储能电池、P2G设备(power to gas，电转气)、储气设备、输气管道的电‑气多能存储系统优化配置模型；最终，提出了在Matlab中调用CPLEX求解验证方法，并且证明利用多能存储系统的互补特性，可以进一步缩减成本。

技术领域

本发明属于多能存储系统研究领域，尤其涉及一种考虑用户用能不确定性的电-气多能存储系统配置方法。

背景技术

随着化石能源枯竭以及环境污染问题的日益严峻，能源互联网作为解决该问题的有效途径被广泛认可。能源互联网是基于互联网理念的新型技术信息能源融合开放系统，可以大幅提高能源使用效率，促进可再生能源的大规模发展。

区域综合能源系统作为能源互联网的重要组成部分，一般包含冷、热、电、气等能源形式，利用物联网技术和信息技术对区域内的所有供能设备源统一整合并实施调度，以达到对区域冷热电负荷进行优化供能，提升能源利用效率的效果。

储能技术作为综合能源系统的支撑技术受到广泛关注。综合能源系统在传统的储能电池基础上，引入了多能存储系统，包含储电、热、冷、气以及复合储能等多种形式。在综合能源系统中安装单一能源形式的储能系统会有一定削峰填谷作用，但往往多能源类型负荷需要储能出力补足时，进行一定的多能源间的相互转换会造成一定的能量损失，如热负荷不能及时由储电系统供能。且储电系统相对制造成本高昂，能量大规模存储的损失较大。而储热、气系统可大规模存储能量，但系统惯性较储电系统大，能量传递慢。因此，不同类型储能系统性能互补。此外，多能存储系统在电能替代方面起着关键作用，一定配置的多能存储系统可以保证完全的电能替代。因此，为了增强综合能源网的灵活性，引入多能存储系统来达到优势互补的目的。

对多能存储系统的研究近来受到学者的关注，如有学者建立了以综合成本最小为目标，考虑多能存储的区域综合能源系统优化运行模型；有学者提出了一种新型实时能量管理方法来控制由光伏阵列驱动的孤岛直流微电网，且该微电网同时配备电、氢2种不同类型的储能系统；有学者研究电转天然气过程中储氢系统的配置；有学者提出了计及电/热柔性负荷的区域综合能源系统储能优化配置方法；

但是上述研究未有对电-气多能系统优化配置的研究，且未有对储能电池、P2G设备、储气设备、输气管道等电-气多能存储系统多种设备的优化配置模型的研究，并且在多能存储系统优化配置中均未考虑用户用能种类的不确定性，且鲜有探讨在多能存储系统加入后电能替代的可行性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种考虑用户用能不确定性的电-气多能存储系统配置方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种考虑用户用能不确定性的电-气多能存储系统配置方法，包括如下步骤：

(1)建立含有电-气多能存储系统的区域综合能源系统模型；

(2)分析不同负荷特性以及用户用能种类不确定性对储能系统配置的影响并对负荷进行调整：

(2.1)确定负荷不同供给来源。

(2.2)确定可选择负荷的占比。

(3)以经济性为目标，建立含储能电池、P2G设备、储气设备、输气管道的电-气多能存储系统优化配置模型：

(3.1)在已建的综合能源系统中，对多能存储系统的额定功率和容量进行规划，使其在全寿命周期内的总成本最小。同时，考虑资金的时间价值，将所有成本归算到等年值。

(3.2)建立的模型中附加燃气轮机出力约束、燃气锅炉约束、电锅炉约束、储能电池约束、储气约束。

(4)优化求解步骤(3)建立的模型。