[发明专利]基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法

说明书

一种基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法。其包括收集基础数据；在Matlab建模界面中构建区域综合能源系统的储能设备数学模型；确定约束条件和目标函数；在YALMIP中对区域综合能源系统进行建模，调用商业求解器CPLEX对模型进行求解；输出储能设备配置的优先级顺序；得出储能设备配置方案建议等步骤。本发明效果：系统运行能完全满足区域内电、冷、热负荷的需求以及充分消纳可再生新能源的出力，基于各设备的出力情况计算包含储能设备的区域综合能源系统运行经济性指标，通过分析系统配置不同储能设备的经济性和可行性，可以有针对性地解决该区域适合配置何种储能方式，对区域综合能源系统规划问题具有指导意义。

技术领域

本发明属于城市区域综合能源系统规划与优化技术领域，特别是涉及一种基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法。

背景技术

风电的反调峰特性和供暖季“以热定电”模式会导致弃风现象严重，从而造成能源浪费。随着能源互联网的推进和综合能源系统的发展以及各种储能方式的出现，通过建立含有多种储能方式的区域综合能源系统的运行方式，可以提高可再生新能源的利用率。

由于区域综合能源系统受到系统内可再生能源的随机性、间歇性、不确定性的影响，以及系统在出现故障时通常需要切断与电网之间的连接，这些都势必导致了综合能源系统需要通过合理地规划储能系统与可再生能源之间的集成利用，以实现提高系统的供电可靠性的目的。目前国内外对含有储能设备的区域综合能源系统优化调度模型和控制方法均有一定的研究，但都大多只研究了单一储能设备对区域综合能源系统消纳新能源时经济性和可靠性的影响，少有文献研究电、热、冷、气等多种储能设备共同作用对区域综合能源系统经济性和可靠性的影响，以及储能设备配置优先级的问题。一方面，现有研究考虑区域综合能源系统中的储能设备不全面；再有，优化过程中考虑的目标因素不全面，从而优化结果误差较大；最后，在多种储能方式存在的条件下，都未明确给出研究的区域综合能源系统中适合配置的储能方式。如果有方法能有针对性解决上述问题，无疑会对区域综合能源系统规划建设具有非常重要的意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法。

为了达到上述目的，本发明提供的基于运行效益增量的区域综合能源系统储能优化配置方法包括按顺序执行的下列步骤：

步骤1)收集包括所研究区域的冷、热、电负荷功率数据，区域的分时电价和天然气价格，以及区域综合能源系统内各种设备的运行参数在内的基础数据；

步骤2)根据上述基础数据在Matlab建模界面中构建区域综合能源系统的储能设备数学模型；

步骤3)确定区域综合能源系统运行的约束条件和目标函数；

步骤4)根据步骤2)构建的数学模型和步骤3)确定的约束条件及目标函数，在YALMIP中对区域综合能源系统进行建模，再调用商业求解器CPLEX对该模型进行求解；

步骤5)输出该区域综合能源系统中各储能设备配置的优先级顺序；

步骤6)从经济性对区域综合能源系统中配置新增储能设备前后的运行成本进行量化分析，包含购电费用、燃气费用、设备运行维护费用、气体排放物治理费用及效益量化总费用，并将包含新增储能设备前后的区域综合能源系统进行对比分析，得出储能设备配置方案建议。

在步骤1)中，所述的收集包括所研究区域的冷、热、电负荷功率数据，区域的分时电价和天然气价格，以及区域综合能源系统内各种设备的运行参数在内的基础数据的方法为：

收集所研究区域的夏季典型日冷、热、电负荷24小时负荷功率数据和光伏、风电机组24小时预测出力数据，所在区域的分时电价和天然气价格，以及区域综合能源系统内各种设备的运行参数数据。