[发明专利]基于通用能量母线的综合能源系统时序能量流计算方法

说明书

本发明公开了一种基于通用能量母线的综合能源系统时序能量流计算方法，综合考虑了系统中能量类型、设备类型、拓扑约束，以及可再生能源、负荷、储能设备的时序模型，通过建立矩阵式的综合能源系统时序能量流平衡方程，包括母线能量平衡方程、转换环节方程以及分配系数方程，实现对全综合能源系统时序能量流的计算求解，为后续综合能源系统规划设计、运行分析、调控策略制定等奠定基础。

技术领域

本发明涉及综合能源领域，特别涉及一种基于通用能量母线的综合能源系统时序能量流计算方法。

背景技术

综合能源系统涵盖了电/气/热/冷等多种能源形式，打破了传统供能系统单独规划、单独设计和独立运行的模式，充分发挥多种能量形式间的互联耦合作用，通过不同类型能源的有机协调和协同优化，为分布式可再生能源的高比例消纳与高效利用提供了新的视角和思路，有助于推动能源清洁生产。

随着能源相关技术水平的不断提高，综合能源系统中涉及的能源设备类型、系统运行模式以及耦合环节形式愈发复杂，对综合能源系统的建模分析与优化仿真提出了新的挑战。此外，由于综合能源系统中可再生能源的大量接入，如何分析风能、太阳能等具有强随机性和波动性的能源对综合能源系统的影响，已成为当前综合能源系统的研究热点。开展综合能源系统时序能量流计算相关研究，有助于从系统内部角度反映间歇性、波动性的可再生能源对综合能源系统的经济性和可靠性的影响。

因此，如何对综合能源系统的时序能量流进行计算，以助于开展后续综合能源系统相关研究，对后续系统规划、运行、分析评价等问题的研究与探索具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于通用能量母线的综合能源系统时序能量流计算方法，建立基于通用能量母线的综合能源系统模型，实现了对综合能源系统时序能量流的计算求解，为后续综合能源系统规划设计、运行分析、调控策略制定等奠定了基础。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种基于通用能量母线的综合能源系统时序能量流计算方法，包括：

对于给定的综合能源系统，输入所述综合能源系统中包含的能源设备的能源形式、能源设备类型、拓扑连接关系，供能设备的输出功率曲线，负荷的输入功率曲线，储能设备的输入输出功率曲线，储能设备及转换环节的效率和能效比，以及能量母线上的分配系数；

根据给定的所述综合能源系统，将所述综合能源系统中的能量流汇集点按能量形式进行分类，并建立对应的能量母线模型；将所述综合能源系统中的能源设备按源设备模型、转换设备模型、储能设备模型以及负荷模型进行分类；根据各所述能源设备的输入输出能量形式以及所述综合能源系统中的实际能量流路径，将分类后的能源设备与各自对应的能量母线模型进行连接，形成综合能源系统通用能量母线模型；

建立所述综合能源系统中可再生能源设备的时序模型、负荷的时序模型以及储能设备的时序模型；

依据所述综合能源系统的结构及参数，建立基于通用能量母线的综合能源系统时序能量流数学模型，所述基于通用能量母线的综合能源系统时序能量流数学模型包括：母线功率平衡方程、转换设备方程以及分配系数方程；

综合所述母线功率平衡方程、所述转换设备方程以及所述分配系数方程，得到基于通用能量母线的综合能源系统时序能量流的最终数学表达形式；

对所述最终数学表达形式进行求解，得到所述综合能源系统中各个支路上的时序能量流。

优选的，所述可再生能源设备的时序模型具体为时序仿真期间的出力曲线；所述负荷的时序模型具体为时序仿真期间的负荷曲线；所述储能设备的时序模型具体包括：电储能模型和热储能模型；

其中，所述电储能模型具体为：