[发明专利]基于双模式热泵储能协调的综合能源系统双层优化方法

说明书

本发明提供了一种基于双模式热泵储能协调的综合能源系统双层优化方法，包括以下步骤：步骤1，收集全年气象数据、分时电价、建筑室内人员占有率和风险评估信息；步骤2，建立综合能源系统动态耦合模型；步骤3，建立综合能源系统优化新指标，确定优化场景；步骤4，建立上层优化模型；步骤5，建立下层优化模型；步骤6，将下层优化模型嵌套入上层优化模型中得到双层优化模型，通过多轮循环得到综合能源系统的最优结构参数和最优运行参数；步骤7，输出不同优化场景下的综合能源系统的最优运行参数和最优结构参数并进行综合效益评价，确定综合能源系统的全局最优配置、运行策略以及风险防御策略。

技术领域

本发明属于可再生能源和综合能源系统技术领域，具体涉及一种基于双模式热泵储能协调的综合能源系统双层优化方法。

背景技术

能源危机与日益恶劣的气候条件促使当代社会朝着能源清洁化的方向不断前进，多能互补综合能源系统成为了今后发展的方向。目前关于综合能源系统的优化大多数将经济性、能效和环保作为优化目标，且大多关注短期运行调度优化。而对于并网型综合能源系统，容量配置、运行策略和可再生能源消纳能力都显得尤为重要。如何提高综合能源系统中间歇式可再生能源的消纳能力、稳定性、灵活性、柔性和风险防御能力，降低投资和运行成本，是实际应用的关键。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种基于双模式热泵储能协调的综合能源系统双层优化方法。

本发明提供了一种基于双模式热泵储能协调的综合能源系统双层优化方法，具有这样的特征，包括以下步骤：步骤1，收集全年气象数据、分时电价、建筑室内人员占有率和风险评估信息；

步骤2，根据综合能源系统的预计规模和运行模式建立考虑多种惯性尺度的综合能源系统动态耦合模型，该综合能源系统动态耦合模型中包括气象模块、区域电网模块、光伏发电模块、风力发电模块、蓄电池储能模块、建筑负荷模块、含双模式热泵储能系统的能源站以及负荷预测模块；

步骤3，根据实际需求和不确定性分析建立综合能源系统优化新指标，确定包括全年、典型天气、极端天气和供能故障情况在内的不同优化场景；

步骤4，建立上层优化模型的目标函数，进行上层配置和运行成本优化，上层优化模型的目标函数如下：

Min C_T＝C_cp+C_OM+C_op (1)

C_cp＝∑_iM_iCRF_iC_cp,i+C₀ i∈equipments (2)

将光伏面积、风机扫风面积、蓄电池节数、热泵台数以及相变储能罐储能容量作为上层优化模型的决策变量，并设定上层优化模型的约束条件如下：

0≤M_wts_unit(s)≤s_max (5)

步骤5，建立下层优化模型的目标函数如下：

设定下层优化模型的约束条件如下：

设定蓄电池储能模块的约束条件如下：