[发明专利]一种多能互补系统优化运行方法

说明书

本发明涉及一种多能互补系统优化运行方法，包括步骤：S1、基于多能互补系统结构，对分布式能源和冷热电设备进行区间描述；S2、根据区间描述结果，建立系统耦合模型；S3、建立考虑环境、经济和能源因素的多目标函数，该目标函数包括运行费用和污染排放成本；S4、获取用于保证区间平衡的约束条件，该约束条件包括电功率平衡、冷热电设备平衡以及电网交互转换约束；S5、采用区间理论和仿射运算对系统耦合模型求解，获取最终解集。与现有技术相比，本发明对系统各能源装置进行耦合建模，基于区间理论和仿射运算进行求解，能降低预测误差、能源波动对系统产生的动态影响，实现资源的优化配置，提升多能互补系统的能源利用效率。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其是涉及一种多能互补系统优化运行方法。

背景技术

随着化石能源的逐渐枯竭，环境污染日趋严重，如何实现电力系统的清洁高效运行，已经逐渐成为专家学者研究的重点。多能互补系统耦合冷、热、电、气四种能源，集成各类能源的优势，建立一体化供能系统，为用户提供冷、热、电等多种负荷需求，能实现多种能源之间的互补利用，具有降低系统运行成本、提升能源利用效率、减少污染排放量的优点。

但是多能互补系统供能侧与负荷侧耦合性较强，负荷波动、设备输入输出形式以及转换关系的不同，会造成能源耦合装置的各设备出力、运行方式存在显著差异。如何实现提升系统能源利用效率、降低运行费用的综合优化配置，成为众多学者研究的难题。

目前对多能互补系统的优化运行研究存在两个主要问题：一、构建的耦合系统不够完善，没有充分体现电、热、气系统之间的关联性，输入输出之间为简单的线性耦合关系，较少考虑设备变工况运行状态，未能为后续新能源的大量接入提供足够裕度；二、优化运行结果为静态曲线，未能充分考虑新能源波动、负荷预测误差对系统产生的影响，无法体现出多能互补系统对其波动程度的动态响应。因此，亟需深入研究与解决多能互补系统优化运行时面临的诸多难题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多能互补系统优化运行方法，基于区间理论和仿射运算，通过对系统各能源装置进行耦合建模，以减小分布式能源出力、冷热电负荷的预测误差，降低预测误差、能源波动对系统产生的动态影响，实现资源的优化配置，提升多能互补系统的能源利用效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种多能互补系统优化运行方法，包括以下步骤：

S1、基于含分布式能源和冷热电设备的多能互补系统，对分布式能源和冷热电设备进行区间描述；

S2、根据区间描述结果，通过传递矩阵得到多能互补系统能源转换关系，建立系统耦合模型；

S3、建立考虑环境、经济和能源因素的多目标函数，该目标函数包括运行费用和污染排放成本；

S4、获取用于保证区间平衡的约束条件，该约束条件包括电功率平衡、冷热电设备平衡以及电网交互转换约束；

S5、采用区间理论和仿射运算对系统耦合模型求解，获取最终解集，根据最终解集控制多能互补系统的能源供电与负荷用电，使多能互补系统在运行成本和污染排放成本最低的情况下，保证系统的能源利用效率最大。

优选的，所述步骤S1中多能互补系统包括能源、能源转换装置和储能设备，所述能源包括太阳能、天然气和电能，所述能源转换装置包括变压器、压缩式冷暖机、电热水器、CHP热电联产、燃气锅炉、太阳能热水器、光伏电池和电转气设备，所述CHP热电联产包括燃气轮机和余热锅炉，所述储能设备包括蓄电池、储热装置和储冷装置，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S11、根据光照强度，对光伏电池功率和太阳能热水器输出功率进行区间描述；

S12、采用灰色预测方法，得到负荷预测值，从而对冷热电负荷进行区间描述；