[发明专利]一种基于三角综合评估的新型能源供给系统优化配置方法

说明书

本发明提供了一种基于三角综合评估的新型能源供给系统优化配置方法，其首先选取负荷失电率、负荷失热率、系统年化成本和能量过剩率作为新型能源供给系统电热供应稳定性、经济性和新能源利用情况三方面的评估指标，建立三角综合评估模型，并设定三角综合评估模型的面积为优化配置方法的目标函数；然后以三角综合评估模型的面积最大为目标，服从约束条件，建立新型能源供给系统的优化数学模型；最后采用分层迭代算法，求解出新型能源供给系统的最优配置方案，并通过实际算例验证了该优化方法的正确性和可行性，优化配置方案可以满足偏远地区电力热力的刚性需求，并有利于能源供给系统自身的经济运行和可再生能源的高效利用。

技术领域

本发明属于能源供给技术领域，具体涉及一种基于三角综合评估的新型能源供给系统优化配置方法。

背景技术

目前，我国部分偏远地区由于自然环境恶劣、居民居住分散，存在用电难、用热难的问题；考虑到实际供电工程建设成本极高，基于可再生能源的开发利用，以解决偏远地区的供电供热问题，则成为现阶段能源供给领域的研究热点。因此，新型能源供给系统应运而生，新型能源供给系统以光伏发电为主，综合利用新能源分布式发电、储能、储热的先进技术，构成光、储、热一体化的能源供应，可以实现对分布式可再生能源的充分消纳以及电力、热力等多种形式的能量供给，有助于满足偏远地区居民用户的用电供热需求。

新型能源供给系统的结构如图1所示，由光伏发电单元、变流器单元、储电单元、储热单元及电热转换单元组成。其中，光伏发电单元、变流器单元和储电单元共同构成了新型能源供给系统的电力系统层，主要实现太阳能到电能的能量转换，用于为偏远地区的交流电负荷提供电力供应；储热单元和电热转换单元共同构成了新型能源供给系统的热力系统层，主要实现电能到热能的能量转换，用于为偏远地区的热负荷提供热力供应。此外，在热力系统层中，通常需要采用额外的水循环装置，用于实现储热单元、电热转换单元和热负荷三者之间的热能传输。

为了实现新型能源供给系统的合理运行，需要对所含单元进行合理的容量配置。现有针对交(直)流微网系统的优化配置方法，一般只涉及到电力供配的情况，根据交(直)流微网系统对应的负荷数据，选取一或多个性能指标以及合适的数值优化算法，进而优化得到在该负荷数据下性能指标较优的优化配置结果。其中，性能指标的选取需要对应交(直)流微网系统的关键特性，通常从经济性和稳定性两方面考虑；常用的数值优化算法包括迭代算法、神经网络算法、遗传算法等先进算法，通常根据优化问题的计算难度和收敛精度来选择性能匹配的优化算法。而新型能源供给系统涉及到光伏、电力和热力等多种能量形式的供配调控，极大地复杂了系统配置的优化过程；因此，针对新型能源供给系统，采用多目标优化算法有利于实现系统性能的综合最优。由于新型能源供给系统具有多种能量形式，且需要对偏远地区提供电力热力供应，性能指标的选择需要综合考虑电力系统层和热力系统层的可靠性情况、整个能源供给系统的经济性情况以及对于太阳能的利用情况。此外，现有的多目标算法一般是将多个目标进行线性加和或基于模糊隶属度函数将多目标问题转变为非线性单目标优化问题；但这两种方法中，线性加权系数依赖经验设计，具有极大的不确定性，而模糊隶属度函数的选取则十分复杂，如何针对新型能源供给系统的多个性能指标进行合理的综合综合评估，则决定了优化算法的执行过程和优化结果的满意程度。

发明内容

鉴于上述，本发明提供了一种基于三角综合评估的新型能源供给系统优化配置方法，以实现新型能源供给系统在电热供应稳定性、经济性和新能源利用情况三方面综合最优为目标，优化配置方案可以满足偏远地区电力热力的刚性需求，并有利于能源供给系统自身的经济运行和可再生能源的高效利用。

一种基于三角综合评估的新型能源供给系统优化配置方法，所述新型能源供给系统分为电力系统层和热力系统层，电力系统层包含光伏发电单元、变流器单元以及储电单元，热力系统层包含储热单元以及电热转换单元；所述新型能源供给系统优化配置方法包括如下步骤：