[发明专利]光沼微能源网的优化规划方法

说明书

本发明公开了一种光沼微能源网的优化规划方法，光沼微能源网包括多个能量转换设备和多个储能设备，多个能量转换设备包括厌氧发酵池、热电联产机组、太阳能光伏板、太阳能集热器，多个储能设备包括储气设备、储电设备和储热设备，方法包括：对光沼微能源网中的各设备和各不确定性变量分别建模，得到各设备的模型和各不确定性变量的模型；基于各设备的模型和各不确定性变量的模型，建立光沼微能源网系统优化规划模型；对光沼微能源网系统优化规划模型进行线性化处理，得到混合线性整数规划模型；利用奔德斯分解方法对混合线性整数规划模型进行求解，得到优化规划结果。该方法能够对光沼微能源网中各组成部分进行最优配置，有利于提高经济效益。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种光沼微能源网的优化规划方法。

背景技术

微能源网是通过冷、电、热、气、储能等不同形式能源在生产、传输、消费等多个环节进行协同优化以实现优势互补的微型多能源互联系统，其能够降低能源供应成本，提高综合能源利用率，广泛适用于缺乏常规电源和供能基础设施建设落后的山区、丘陵、海岛等地区。考虑多种能源互补协调的能源优化规划是提高微能源网综合能源利用率的基础，综合考虑经济、环保、节能，构建微能源网优化配置模型，从而求解确定系统中主要设备的最佳容量以及总的系统运行成本，为微能源网的实际运行提供参考与决策支持。

为此，相关技术中提出了一种光伏温室微能网系统多形态储能配置方法及系统，该技术虽然能实现全年各类气象场景与温室作业场景下光伏发电的高比例就地消纳，但其仅把沼气池作为平抑光伏波动性的储能设备之一，并没有利用热电联产机组将气、电、热耦合，不适用于光沼微能源网的优化规划。相关技术中还提出了一种含风电的电-气-热综合能源系统扩展规划优化方法，该技术虽然对电、气、热三种能源进行耦合规划，在规划时也结合了当地的风电接入容量、负荷水平，但其并没有考虑到沼气发酵环节的精确建模以及太阳能对沼气发酵环节的作用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种光沼微能源网的优化规划方法，与对光沼微能源网中各组成部分进行最优配置，合理选用设备容量。

为实现上述目的，本发明实施例提出了一种光沼微能源网的优化规划方法，所述光沼微能源网包括多个能量转换设备和多个储能设备，所述多个能量转换设备包括厌氧发酵池、热电联产机组、太阳能光伏板、太阳能集热器，所述多个储能设备包括储气设备、储电设备和储热设备，所述方法包括以下步骤：对所述光沼微能源网中的各设备和各不确定性变量分别建模，得到各设备的模型和各不确定性变量的模型；基于所述各设备的模型和所述各不确定性变量的模型，建立光沼微能源网系统优化规划模型；对所述光沼微能源网系统优化规划模型进行线性化处理，得到混合线性整数规划模型；利用奔德斯分解方法对所述混合线性整数规划模型进行求解，得到所述光沼微能源网的优化规划结果。

根据本发明实施例的光沼微能源网的优化规划方法，在光沼微能源网优化规划模型中引入沼气发酵池的热力学模型，并将混合整数非线性规划问题转换为了混合整数线性规划问题，并采用奔德斯分解方法进行求解，由此，能够对光沼微能源网中各组成部分进行最优配置，合理选用设备容量，且可以客观地为实际生产过程中做出指导，提高经济效益。

另外，本发明实施例的光沼微能源网的优化规划方法还可以具有如下附加的技术特征：

具体地，所述厌氧发酵池的模型通过下式表示：

其中，T_d表示所述厌氧发酵池内的温度，H_heat表示输送到所述厌氧发酵池的总热量，H_sur表示所述厌氧发酵池表面的热损失量，c_m表示发酵原料的热容量，ρ_m表示发酵原料的密度，V_AD表示所述厌氧发酵池的容积，X(τ,s)表示变量X在τ时刻在第s个场景下的值。

其中，所述输送到所述厌氧发酵池的总热量通过下式表示：