[发明专利]一种计及辅助服务的电-气-氢混联综合能源系统优化调度方法

权利要求书

1.一种计及辅助服务的电-气-氢混联综合能源系统优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、获取综合能源系统运行参数，所述运行参数包括发电机组、电制氢、线路、气源、管道、压缩机的参数信息；

步骤2、获取电负荷、气负荷及风光出力的场景信息；

步骤3、基于获取的电负荷、气负荷及风光出力的场景信息，根据电制氢及含绿氢注入的天然气管道的运行机理，建立满足电制氢运行约束和计及绿氢注入的天然气网络运行约束的天然气系统模型；

步骤4、建立满足多个电力约束的电力系统模型，并考虑电力系统所需的灵活调节能力，提出一种满足系统调峰和备用需求的技术方案；

步骤5、根据所述的天然气系统模型、电力系统模型以及提出的技术方案，建立计及辅助服务的电-气-氢混联综合能源系统优化调度模型；

步骤6、基于所述的计及辅助服务的电-气-氢混联综合能源系统优化调度模型，以天然气系统运行成本、电力系统运行成本和调峰成本之和最小为目标函数，利用非线性优化求解器求解该模型，对所述的天然气系统和电力系统进行优化调度以得到计及辅助服务的电-气-氢混联综合能源系统优化调度方案。

2.根据权利要求1所述的一种计及辅助服务的电-气-氢混联综合能源系统优化调度方法，其特征在于，步骤3中，天然气系统模型包含的电制氢运行约束和计及绿氢注入的天然气网络运行约束；

1)电制氢运行约束

式中：表示t时刻电制氢h消耗的电功率P^P2H；表示t时刻电制氢h制备出的氢气能量E^P2H；表示t时刻电制氢h产生的氢气流量F^P2H；为t时刻电制氢h能产生的最大氢气能量；为氢气的高热值；η^P2H为电制氢能量转换效率；

2)计及绿氢注入的天然气网络运行约束

0≤α≤α^max (-14)

式中：下标w表示天然气的气源；下标m与n表示天然气节点；G_w(m)为与节点m相连接的气源点集合；为t时刻气源w的天然气供应能量E^S；下标h表示电制氢；G_h(m)为与节点m相连接的电制氢集合；下标e表示气负荷；G_e(m)为与节点m相连接的气负荷集合；为t时刻气负荷e的实际消耗功率(能量)E^D；下标v表示发电机组；G_g(m)为与节点m相连接的燃气轮机组集合；为t时刻燃气轮机组v消耗的气体能量E^G；G(m)为与节点m相连接的天然气管道集合；E_mn,t为t时刻管道m-n首端的气体能量；下标k表示天然气压缩机；G_k(m)为与节点m相连接的压缩机集合；为t时刻流过压缩机k的气体能量E^C；θ_k为压缩机k消耗的气体能量占输送能量的百分比；为t时刻流过管道m-n的平均气体流量；π_m,t为t时刻节点m的压力；π_n,t为t时刻节点n的压力；W_mn为管道m-n的Weymouth常数，F_mn,t为t时刻管道m-n首端的气体流量；F_nm,t为t时刻管道m-n末端的气体流量；L_mn,t为t时刻管道m-n的管存量；K_mn为管道m-n的管存常数；H_m,t为t时刻节点m的热值；H_n,t为t时刻节点n的热值；为t时刻管道m-n首端的气体热值H^L；为t时刻管道m-n末端的气体热值H^L；为t时刻气源w的天然气供应流量F^S；H_gas为天然气高热值，取值为38.29MJ/m³；为t时刻流过压缩机k的气体流量F^C；为t时刻气负荷e的需求能量E^L；与分别为气源w最小与最大的天然气供应能量；为气源w爬坡上限；为压缩机k的传输能量；与分别为节点m的压力上下限；为t时刻压缩机k入口压力值；为t时刻压缩机k出口压力值；与分别为压缩机k压缩比上下限；α为混氢比；α^max为最大混氢比，Gpi为天然气管道集合；L_min为天然气系统管存最小值，L_mn,T表示管道m-n在最后时段T的管存量。