[发明专利]一种基于机会约束规划的商业园区综合能源系统优化调度方法

说明书

本发明公开了一种基于机会约束规划的商业园区综合能源系统优化调度方法。首先构建了商业园区综合能源系统模型，在对园区各元件能量转化建模的基础上，考虑新能源出力和负荷的不确定性，建立了基于机会约束规划的商业园区能量优化调度模型。该模型以运行成本最小为目标，采用改进免疫遗传算法和随机模拟的混合算法进行求解，针对机会约束规划模型中伴随的失衡风险，建立量化指标，以期为平衡经济性和可靠性的综合能源系统运行调度提供参考，对于系统的实际调度具有重要的指导意义。

技术领域

本发明涉及节能发电调度技术领域，特别涉及一种基于机会约束规划的商 业园区综合能源系统优化调度方法。

背景技术

传统的能源系统运行局限于电、气、热、冷等单一能源形式，无法充分发 挥能源间的优势互补，协调能源利用、环境保护、可再生能源消纳等问题遭遇 瓶颈。针对此问题，能源互联网和综合能源系统的概念应运而生，可以打破能 源子系统间的壁垒，在区域内、跨区域间实现多种能源互补和协同优化，正在 推动新一轮的能源革命。

面向园区的区域综合能源系统是指位于能源的负荷侧，能满足一定区域内 能源终端用户多种用能需求的能源产供销一体化系统，已经在很多欧美国家取 得了成功的应用。2015年国家能源局明确指示“加强能源互联，促进多能融合 和系统互补”，并于2017年批准建设和推动首批23个“多能互补集成优化示范 工程”。多能协同相比单一的供能方式具有更高的效率和供能灵活性，但也会 使能源系统的复杂度大大增加，对优化调度提出了更高的要求。

值得注意的是，商业园区综合能源系统聚集的负荷侧资源更多，多能源之 间耦合更为严重，且容易受到用户用能规律的影响。现有的研究在制冷模型上 过于单一，未考虑诸如冰蓄冷空调等复杂供冷设备的参与，且对区域交通网中 灵活性负荷资源的利用不够充分。与此同时，新能源的渗透以及负荷预测准确 性不高给发电计划制定带来的影响愈加凸显，增加了系统调度的难度。因此， 急需一种商业园区综合能源系统优化调度方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机会约束规划的商业园区综合能源系统 优化调度方法，用以解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明的一种基于机会约束规划的商业园区综合能 源系统优化调度方法，所述综合能源系统设备建模是基于商业园区中智能配电 网、天然气网、供热/冷网、交通网紧密耦合的特点，主要从能源的来源、能 源转换和存储以及终端用户需求等方面对园区各能源模块进行建模；

所述一种基于机会约束规划的商业园区综合能源系统优化调度数学模 型的建立,是在满足一系列约束条件下，以系统运行总成本最低为目标进行优 化。模型中纳入光伏出力、负荷预测偏差等不确定性因素，建立以运行成本 最低为目标函数的机会约束规划模型；

所述一种基于机会约束规划的商业园区综合能源系统优化调度数学模 型的求解，是考虑模型的复杂性及优化算法易陷入局部最优和效率问题，通 过随机模拟技术处理机会约束条件，再利用改进的免疫遗传算法求解。

优选地，所述综合能源系统能源模块主要包括光伏发电设备、冷热电联 产系统、电锅炉、冰蓄冷空调、储热水箱、电动汽车、公交车换电站等，各 类能源模块建模如下：

1)冷热电联产系统由燃气轮机、余热锅炉、吸收式制冷机组成，其输出的 冷、热、电三种能量存在强烈的耦合关系，模型可表示为：

式中：分别为t时刻燃气轮机的出力、电效率及其额定功率，分别代表t时刻联产系统输出的热功率、吸收式制冷机消耗的热量、 联产系统输出的冷功率；a、b、c、d为燃气轮机相关系数；η_L、η^abs分别为热量 损失系数和吸收式制冷机效率。