[发明专利]一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法

说明书

本发明的一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，包括以下步骤：获取不同代理管控的综合能源系统运行基本参数；以楼宇运行成本最小化为目标，构建智慧楼宇级优化运行模型；并建立虚拟储能模型；在代理商层级，基于单体楼宇的虚拟储能模型，构建多楼宇考虑代理商运行总成本的代理商级运行策略的优化目标和约束条件，计算得到各代理的虚拟储能量化值；在多代理商与配网交互层面，构建优化目标，确定基于多代理的区域综合能源系统用能协调模型的目标函数和约束条件，计算得到基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制的最优解。本发明根据决策目标最大化利用以配电网为核心的楼宇、园区等各层级IES的各类资源，满足楼宇、园区和配网多主体的用能需求。

技术领域

本发明属于综合能源系统技术领域，具体涉及一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法。

背景技术

综合能源系统(integrated energy system,IES)是多能互补、能源梯级利用等理念贯彻实施的关键承载形式，IES多能协同发展理念的出现，推动了不同能源系统之间的耦合建设和多能协同互补运行，能够实现由源至荷、由能源供应至能源消费的全过程、全环节协同优化，从而提高能源的综合利用效率，增强终端能源消费的灵活性。

IES从服务对象上可以划分为两类：一类为面向区域内，包含楼宇级IES、区域级IES，楼宇级IES主要指建筑内的多能供应系统，区域级IES主要指各类型多能供应智慧园区或社区，其主要运行目标为保证其职管区域内的经济安全环保运行；另一类关注跨区域的协调运行以及多区域IESs与大电网间功率交互行为，主要需要处理两个关系，一是多个IESs间的拓扑结构、通讯架构和功率交互原则，另一个是多个IESs与主网间的控制架构以及功率交互原则。

随着分布式能源、并网储能等在楼宇IES、园区IES等层级的广泛接入，传统的楼宇用能系统逐渐向具有源-荷双重特性和多能耦合特性的产消者系统转变，现有研究多针对单一空间层级的IES展开研究，且缺乏有效模型对单一层级IES的对外能量特性进行评估，此外，以配电网为核心的楼宇、园区等各层级IES均具有各自不同的资源禀赋和用能需求，因而呈现不同的对外能量充放特性，对多层级IESs分层控制和资源共享可以实现功率互济，现在文献在多能源系统能量对外特性建模和多系统交互策略方面研究不足。

发明内容

本发明正是针对现有技术中的问题，提供了一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，能够弥补现有技术在多能源系统能量对外特性建模和多系统交互策略方面研究的不足，根据决策目标最大化利用以配电网为核心的楼宇、园区等各层级IES的各类资源，满足楼宇、园区和配网多主体的用能需求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明的一种基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制方法，包括以下步骤：

获取不同代理管控的综合能源系统运行基本参数；

以楼宇运行成本最小化为目标，构建楼宇动态热特性平衡、设备功率上下限和爬坡约束在内的智慧楼宇级优化运行模型；并建立用于描述楼宇综合能源系统对外能量特性的虚拟储能模型；

在代理商层级，基于单体楼宇的虚拟储能模型，构建多楼宇考虑代理商运行总成本的代理商级运行策略的优化目标和约束条件，通过数学优化软件计算得到各代理的虚拟储能量化值；

在多代理商与配网交互层面，根据促进代理商功率互济和微燃机功率增发的原则构建优化目标，结合各代理虚拟储能量化值，确定基于多代理的区域综合能源系统用能协调模型的目标函数和约束条件，通过数学优化软件计算得到基于虚拟储能的综合能源系统用能协调控制的最优解。

上述综合能源系统运行基本参数包括各楼宇基本参数、气象环境参数、代理管控的微燃机及储能资源参数。

上述智慧楼宇级优化运行模型采用经济性运行方案，以所述楼宇运行成本最小化为目标，目标函数为：