[发明专利]综合能源系统中最优配置的计算方法和计算设备

说明书

本发明公开了一种综合能源系统中最优配置的计算方法，适于在计算设备中执行，该方法包括步骤：获取综合能源系统的电力参数，该综合能源系统包括风机、蓄电池、电锅炉和储热罐，该基本参数包括预设参数和从综合能源系统传输过来的运行参数；构建综合能源系统的单机模型，该单机模型包括风机模型、蓄电池模型、储热罐模型和电锅炉模型；基于单机模型构建容量规划模型，该容量规划模型包括目标函数和约束条件，该目标函数包括系统峰谷波动最小化、系统年建设成本和运行成本最小化；以及将电力参数代入到单机模型和容量规划模型中，并对容量规划模型进行求解，得到综合能源系统中各设备的最优容量配置。本发明还公开了用于执行该方法的计算设备。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种综合能源系统中最优配置的计算方法和计算设备。

背景技术

近年来，随着污染问题的加剧，风能、太阳能等清洁能源发展迅速，在电网中占有比例越来越大。风电等大规模新能源发电有利于缓解我国电力供应紧张的形势、降低发电成本、减少温室气体排放、提高发电社会效益，是助力我国经济和社会快速发展的必然选择。但是风力发电的随机波动性、反调峰特性也对电网的安全性和稳定性产生一定的影响，导致电网负荷峰谷差逐渐增大，使电力调度和电网调峰问题更加突出，且在个别时段系统不得不采取弃风措施，降低了系统的经济性。因此，在扩大风电并网规模时，必须采取相应手段来缓解风电并网对系统带来的冲击。

面对逐渐严重的调峰问题，具有快速充放电特性的储电设备进入专家学者的研究范畴。储能作为一种有效的技术手段，可以直接储存电能，通过充放电调节风储联合系统的出力来抑制风电的波动性，从而实现削峰填谷。风储联合系统还可提高风电出力的预测精度和低电压穿越的能力，为风电大规模接入提供技术支持。关键问题之一是在考虑调峰效果与投入成本之间的制约关系时，如何估算储能容量以满足储能系统的有效合理运行。

现有研究主要是针对风储联合系统中储能参与调峰过程中以经济性为目标进行的储能容量优化配置。但最后计算得到的储能容量配置仍未能实现最佳的调峰效果和经济效益。因此需要对该储能系统和计算方法进行改进，高效准确地得到能够达到最优调峰效果的配置容量。

发明内容

为此，本发明提供一种综合能源系统中最优配置的计算方法和计算设备，以力图解决或至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种综合能源系统中最优配置的计算方法，适于在计算设备中执行，该方法包括步骤：获取综合能源系统的电力参数，综合能源系统包括风机、蓄电池、电锅炉和储热罐，基本参数包括预设参数和从综合能源系统传输过来的运行参数；构建综合能源系统的单机模型，该单机模型包括风机模型、蓄电池模型、储热罐模型和电锅炉模型；基于单机模型构建所述综合能源系统的容量规划模型，该容量规划模型包括目标函数和约束条件，该目标函数包括系统峰谷波动最小化、系统年建设成本和运行成本最小化；以及将电力参数代入到单机模型和容量规划模型中，并对容量规划模型进行求解，得到综合能源系统中各设备的最优容量配置。

可选地，在根据本发明的计算方法中，风机模型包括风电出力约束，其表达式为：

式中：为描述随机风速下风机载荷率变化的区间变量，为风机实际发电功率，M^WG为风机额定容量。

可选地，在根据本发明的计算方法中，蓄电池模型包括蓄电池容量约束，其表达式为：