[发明专利]商业园区混合能源系统的源储荷协调优化方法

说明书

一种商业园区混合能源系统的源储荷协调优化方法，首先，对所有场景所涉及的电气热冷子系统中各元件进行建模，随后对所需优化的场景进行详细分析，建立优化模型并采用成熟的优化求解工具：gurobi和yalmip进行求解。本发明在一般的电系统源储荷优化模型上进一步考虑了冷、热系统元件，解决了一般的商业园区中，冷、热、电等多种能源元件的建模问题，以及在混合能源系统中的协调优化运行问题。本发明具有很快的求解速度和全局最优解的特点，具有很好的实际应用前景。

技术领域

本发明涉及典型商业园区混合能源系统，特别是一种商业园区混合能源系统的源储荷协调优化方法。

背景技术

近年来，随着各种可再生能源不断得到开发和普及，各种传统能源的资源开始枯竭，提高各种能源的整体利用效率，实现各种能源的综合利用和规划，成为解决人类社会发展中能源需求快速增长和能源稀缺，环境保护之间矛盾的必然方向。对电、气、热、冷等为代表的能源子系统进行协调规划，协调调度能够显著提高能源的利用效率是未来能源的发展方向。但是这方面的研究尚处于起步阶段，因此需要对混合能源系统的能源规划理论，协调优化运行理论和方法进行研究，以提前适应混合能源系统时代的到来。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术只对电系统进行优化调度的不足，提出商业园区混合能源系统的源储荷协调优化方法。该方法重点关注不同能源系统(如电、气、冷、热)之间的相互交互，着眼于混合能源系统各子元件的协调优化运行，其中以能源转换效率为核心对各能源耦合元件进行建模，从而构建各能源系统运行的约束条件，使得各系统间能够协调配合优化运行，达到混合能源系统运行的整体最优性。

本发明的技术解决方案如下：

一种商业园区混合能源系统中的源储荷协调优化方法，其特点在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、对商业园区所有场景所涉及的电气冷热子系统中各元件进行建模：

考虑的冷热电元件包括：电系统的可调负荷、大电网、储能和光伏，热系统的电制热、热负荷和热储能，冷系统的电制冷、冷负荷和冷储能，本发明将各个子系统元件的模型放入整体的协调优化模型中。

储能装置的一般模型为：

式中，S_stor(t)为蓄能装置在t时刻储存的能量；Δt为t时刻到t+1时刻的时间间隔；P_abs(t)为t时刻蓄能功率，P_relea(t)为t时刻放能功率；μ为蓄能装置自身向环境散能损失或自损耗的能量系数；η^abs为蓄能装置的蓄能效率；η^relea为蓄能装置放能效率；

步骤2、建立完备场景下电系统、热系统、冷系统的联合优化模型：

优化目标是运行费用和环境成本之和最小：

式中，c_e(k)和c_g(k)表示第k个时间步长买电的单位功率，天然气的价格；c_f为考虑环境成本时火电机组生产单位电能的环境损失成本；Ns为一个运行周期内负荷和可再生能源的预测步长数；ΔT表示时间步长；

冷热电系统功率平衡约束：

L_c(k)+L_ccon(k)＝ν_cη^DZL(P_e(k)+P_pv(k))-M_c(k)