[发明专利]一种综合能源微网优化规划方法、微网结构及控制方法

说明书

本发明公开了一种综合能源微网优化规划方法，首先建立综合能源微网的结构，并对其中的CCHP系统、燃气锅炉、电制冷机组、储能装置等设备进行建模，并从历史数据中获取典型日负荷曲线和可再生能源出力曲线，然后结合负荷的平衡约束、设备的特性约束以及新能源的出力约束，建立以包含储能建设运维成本与系统运行成本的总成本最小为目标函数的储能容量优化配置模型。通过求解该模型即可得到最佳的储能容量，为实际综合能源微网的储能建设提供参考与支持。

技术领域

本发明涉及电力系统规划领域，尤其涉及一种综合能源微网优化规划方法、微网结构及控制方法。

背景技术

近年来，综合能源微网、区域能源互联网等概念受到追捧，并在一些园区、岛屿等场景中得到应用。一般这些园区微网都会成立一个综合能源供应商来满足园区内的各个用户的用能需求，用户自己不直接并网，而是通过综合能源供应商集体并网。在这种模式下，园区内的综合能源供应商往往根据园区内的用户用电规模与电压等级，直接和电网公司签订供电协议。一般协议中会将电价分为两部分，一部分直接与用电量挂钩，另一部分则无关用电量大小，而由议定的用电规模决定，即整个园区接入电网的关口容量，因此称为容量电价。综合能源供应商为了降低成本，会尽可能减小关口容量。但是园区内用户的用电量是不确定的，存在随机波动，一旦关口功率越过关口容量，电网公司就会对综合能源供应商收取惩罚性费用，更严重的是用于连接园区微网与大电网的关口变压器可能会因为功率越限而烧毁，造成巨大损失。

另一方面，这些园区微网内部往往装设分布式的可再生能源，在部分园区内其渗透率还可能较高。这种情况下，在园区的用电低谷时期，如果园区不是并网运行的，那么就很有可能无法消纳全部的可再生能源出力，造成弃风弃光的现象。

引入储能设备可有效解决上述两个问题，实现对负荷的削峰填谷，增强系统的调节能力与可再生能源消纳能力。但目前大多数园区微网在配置储能设备时，其容量的确定往往是由工作人员通过以往的经验来决定，未经优化规划——容量配置小了会导致不能充分发挥储能的作用，大了则会导致资源的浪费。另外，目前大多数园区的储能通常采用铅蓄电池、锂电池等储电设备实现，其最大的问题在于成本太高。随着多能联供技术(CHP、CCHP)的不断发展，越来越多的园区微网采用冷、热、电联供的方式，即所谓的综合能源微网，此时因为建立了电、热、冷等能源形式之间的耦合关系，故在储能形式上可采用成本更为低廉的储热、储冷设备，实现更大的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种综合能源微网储能容量的优化规划方法，首先建立综合能源微网的各个设备模型、微网内负荷模型与可再生能源出力模型，然后引入储能的投资与维护成本等因素，建立以系统建设运行总成本最小为目标函数的储能容量优化配置模型。通过求解该模型即可确定最优的孤网运行模式的综合能源微网的储能容量，减小建设成本并提高资源利用率。

本发明的技术方案为：

一种综合能源微网优化规划方法，包括，

S100建立优化对象结构即含储能的综合能源微网结构；

S200建立综合能源微网的设备模型、负荷模型与可再生能源出力模型；

S300建立综合能源微网的储能容量优化配置模型；

S400应用非线性规划方法求解综合能源微网的储能容量优化配置模型。

进一步地，所述含储能的综合能源微网结构包括CCHP系统(即Combined CoolingHeating and Power系统，冷热电联产系统)，电制冷机组，可再生能源装置，储能装置，用能负荷。

进一步地，所述综合能源微网的设备模型包括CCHP系统模型、储能设备模型、电制冷机组模型、燃气锅炉模型。

进一步地，所述CCHP系统模型包括燃气轮机模型、余热锅炉模型、抽凝式汽轮机模型和溴化锂机组模型。