[发明专利]一种考虑能源可靠性的综合能源系统两阶段优化配置方法

说明书

本发明涉及一种考虑能源可靠性的综合能源系统两阶段优化配置方法，包括以下步骤：建立电‑气联合综合能源系统模型；建立电‑气联合综合能源系统的两阶段优化配置模型；根据风速的瑞利分布，得到发电量的概率分布模型并加入优化模型约束中；确定设备随机故障对系统的影响，建立两个能源可靠性指标并加入优化模型约束中；利用CPLEX求解器求解电‑气联合综合能源系统的最优配置方案。本发明方法能够降低综合能源系统能量的不确定性的影响，有效地提高系统能量的利用，减少系统的投入成本，使系统同时具有可持续性和经济性。

技术领域

本发明属于综合能源优化技术领域，涉及一种考虑能源可靠性的综合能源系统两阶段 优化配置方法。

背景技术

能源是人类生存和发展的重要基础，随着社会的发展，能源需求逐渐增加，石油、煤、 天然气等不可再生能源的价格也随之增加的同时，环境污染，温室效应等环境问题也威胁 着人类社会的健康发展，经济社会发展面临的能源和环境问题成为人类面临的重大挑战。

为了缓解能源压力和改善环境问题，通过构建组合了不同形式的能源及储能、发电系 统的综合能源系统，能够有效地提高能源的利用效率，降低供能成本，这使得很多研究围 绕着综合能源系统的优化规划与设计而展开。在综合能源系统的规划与设计中，有研究指 出风、光等可再生能源出力的不确定性和相关性给系统的设计带来了极大的复杂性，若忽 略这些因素，将会在系统规划阶段引入次优决策风险；同时，在一般认为系统元件运行中 断是造成能源设备供能不可靠的主要原因。

针对考虑能源可靠性的优化配置，现有技术主要集中在两方面：一方面是对风电或光 伏的出力不确定性的分析，较多技术建立风电或光伏的预测模型，通过场景削减得到典型 场景下对系统运行的影响；另一方面是对由于设备故障引起的供能不确定性的分析，较多 技术提出衡量由设备故障引起的系统不稳定的相关指标。但同时考虑可再生能源不确定性 与设备故障不确定性因素对系统进行设备容量和运行策略的优化相关的技术较少。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种考虑能源可靠性的综合能源系统两阶 段优化配置方法，同时考虑风力发电的不确定性和设备故障功能的不确定性，有效地提高 系统能量的利用。

本发明的一种考虑能源可靠性的综合能源系统两阶段优化配置方法，包括：

步骤1：建立电-气联合综合能源系统模型；

所述的电-气联合综合能源系统模型包括不考虑储能模块的能量转换模型和考虑储能 模块的能量转换模型；

所述的储能模块包括：电储能装置、冷储能装置、热储能装置；

所述能量转换包括：由能量转换设备转换而来的电能、冷能、热能；能量转换设备包 括：风力发电机、电制冷机、电锅炉、冷热电联产装置、燃气锅炉；

所述的不考虑储能模块的能量转换模型为：

其中，P_ELE,t为t时段系统输出的电功率；分别为t时段系统的购电功率和 售电功率；分别为t时段输入电制冷机和电锅炉的电功率；为t时段输入 冷热电联产装置的天然气功率；为冷热电联产装置的发电效率；P_WT,t为风力发电机的 发电功率；

其中，P_COOL,t为t时段系统输出的冷功率；分别为t时段输入电制冷机的 电功率和输入冷热电联产装置的天然气功率；分别为电制冷机和冷热电联产装 置的制冷效率；

其中，P_HEAT,t为t时段系统输出的热功率；为t时段输入燃气锅炉的天然气功率； 分别为电锅炉、冷热电联产装置、燃气锅炉的热效率；