[发明专利]计及多类型备用资源的电气综合能源系统备用决策方法

说明书

本发明涉及电力系统和天然气系统技术领域，为了解决传统电气综合能源系统仅依靠单一类型备用资源的备用决策会严格限制系统运行的灵活性，难以保证系统的运行经济性，本发明提出计及多类型备用资源的电气综合能源系统备用优化决策方法。该方法对不同运行状态下的发电机、气井、储电、储气装置、可中断电负荷和气负荷备用调节能力进行建模。在此基础上，建立含多类型备用资源的备用需求约束，最后建立计及多类型备用资源的电气综合能源系统备用优化决策模型，并可通过现有商业求解器进行快速求解。相较于传统单一仅依靠源侧的备用策略，该方法可以充分挖掘电气综合能源系统内源‑荷‑储不同类型备用资源的调节能力，从而提升系统运行的经济性。

技术领域

本发明属于电力系统、天然气系统技术领域，具体涉及计及多类型备用资源的电气综合能源系统备用决策方法。

背景技术

近年来，天然气作为一种重要的化石能源，其消耗量在世界范围内迅速增长，其中，燃气轮机的天然气消耗量占有较大比例，预计到2030年，燃气发电量将增长230％。在中国，燃气机组装机预计在2035年达到240GW。燃气机组的快速增长将进一步加深电力系统与天然气系统的相互依赖程度，因此，实现电力与天然气系统的协调优化运行具有一定的理论与实际应用价值。

电力系统与天然气系统相互耦合组成电气综合能源系统对于提升能源系统综合利用效率和运行经济性具有十分重要的意义。然而，电气综合能源系统存在众多的不确定性风险。第一，在风电、光伏可再生能源大力发展的背景下，其强波动性和不可控性使得风电、光伏功率预测曲线与实际的风电、光伏出力曲线存在较大的误差。第二，综合能源系统内电、气等负荷需求不确定性和设备的随机停运会对系统的安全稳定运行造成较大的影响。因此，系统应预留一定的备用容量以应对这些不确定性因素的影响。

传统电气综合能源系统备用优化决策仅考虑发电机和气井的备用能力，这种备用策略会严格限制发电机和气井的运行空间，在极端事件发生或高比例可再生能源接入背景下，难以保证系统运行的经济性、灵活性和安全性。因此，迫切需要挖掘电气综合能源系统内其他灵活性资源的备用调节能力(如储能装置和需求侧响应)，从源-荷-储多角度实现电气综合能源系统内多类型备用资源的协调决策优化。

本发明提供计及多类型备用资源的电气综合能源系统备用决策方法来克服上述缺陷。

发明内容

本发明目的在于提供计及多类型备用资源的电气综合能源系统备用决策方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题之一，如：传统电气综合能源系统备用优化决策仅考虑发电机和气井的备用能力，这种备用策略会严格限制发电机和气井的运行空间，在极端事件发生或高比例可再生能源接入背景下，难以保证系统运行的经济性、灵活性和安全性。该方法首先对不同运行状态下的发电机、气井、储电、储气装置、可中断电负荷和气负荷备用调节能力进行建模，从而充分挖掘能源系统内源-荷-储不同类型备用资源的调节能力。相较于传统单一仅依靠发电机和气井的备用策略，这种源-荷-储多类型备用方案会使系统运行的灵活性和经济性得到提升。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：计及多类型备用资源的电气综合能源系统备用决策方法，包括：

S1、提供一电力系统多类型备用资源备用调节特性建模，提供一天然气系统多类型备用资源备用调节特性建模；

S2、在步骤S1的基础上，建立了利用电力系统多类型备用资源来平抑风电和电负荷波动性的备用机会约束模型，建立了利用天然气系统多类型备用资源来平抑燃气轮机和天然气负荷波动性的备用机会约束模型；

S3、结合步骤S1中所述电力系统多类型备用资源备用调节特性建模和所述天然气系统多类型备用资源备用调节特性建模、以及步骤S2中的所述电力系统备用机会约束模型和所述天然气系统备用机会约束模型，建立含多类型备用资源的电气综合能源系统备用协同优化决策模型。