[发明专利]一种计及大型储气库的电-热-气多能流系统中长期能量优化方法

权利要求书

1.一种计及大型储气库的电-热-气多能流系统中长期能量优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取电-热-气多能流系统的网络信息、典型代表日的源-荷数据和价格信息；

(2)对电-热-气多能流系统中的电力系统、热力系统、天然气系统、储气库和燃气轮机建立模型及约束，其中，电力系统的模型及约束包括交流潮流模型、电功率平衡约束、支路电流约束、节点电压约束、支路功率约束、风电和光伏出力约束，热力系统的模型及约束包括热量损失模型、热功率平衡约束和管道热量传输约束，天然气系统模型及约束包括管道流量模型、气负荷流量平衡约束、管道流量约束、气源供气流量约束及节点气压约束和压缩机进出口压力约束；

(3)提出计及大型储气库的电-热-气多能流系统中长期能量优化控制模型，所述优化控制模型以典型运行场景下整体运行经济收益之和最大为目标；

建立如下目标函数：

max(C_e+C_g+C_h)

其中，C_e为电力系统的运行收益，C_h为热力系统的运行收益，C_g为天然气系统的运行收益，分别表示如下：

式中，α表示季节，取值从1至4分别表示春季、夏季、秋季和冬季；γ表示分时电价机制的时段，取值从1至3分别表示峰时段、平时段和谷时段；K^main表示电力系统向大电网的购电价格；表示在α季节γ时段电力系统向大电网的购电量；K^e，chp和分别表示燃气轮机向电力系统的售电价格和售电量；K^g，chp和分别表示天然气系统向燃气轮机的售气价格和售气量；和分别表示天然气系统向气源的购气价格和购气量；T_α，γ表示时段[α，γ]的小时数；t_α，γ表示时段[α，γ]的某个时刻；K^gs表示储气库的储气成本；表示储气库的储气容量变化量的绝对值；K^g和K^h分别表示用户向电力系统、天然气系统和热力系统的购能价格；和分别表示用户的电负荷、气负荷和热负荷；

(4)求解上述目标函数，确定不同时段下储气库的充放量控制策略，以及电力子系统、热力子系统和天然气子系统的能量优化调度结果。

2.根据权利要求1所述的计及大型储气库的电-热-气多能流系统中长期能量优化控制方法，其特征在于，步骤(1)中，所述电-热-气多能流系统网络信息包括电、热、气系统的网络拓扑结构和节点连接关系，电力系统的线路型号及长度，热力系统的管道型号及长度，天然气系统的管道型号及长度。

3.根据权利要求1所述的计及大型储气库的电-热-气多能流系统中长期能量优化控制方法，其特征在于，步骤(1)中，所述典型代表日的源-荷数据包括典型代表日的电力负荷、热力负荷和天然气负荷的负荷标幺值曲线及基准值，光伏发电和风力发电的出力标幺值曲线及基准值。

4.根据权利要求1所述的计及大型储气库的电-热-气多能流系统中长期能量优化控制方法，其特征在于，步骤(1)中，所述价格信息包括电-热-气多能流系统用户的用电价格、用热价格、用气价格；电力子系统向大电网的购电价格、向燃气轮机的购电价格；热力子系统向天然气子系统的购气价格；天然气子系统向天然气交易平台的购气价格。

5.根据权利要求1所述的计及大型储气库的电-热-气多能流系统中长期能量优化控制方法，其特征在于，步骤(2)中，所述电-热-气多能流系统的模型及约束包括电力系统的模型及约束、热力系统的模型及约束、天然气系统的模型及约束、储气库的模型及约束和燃气轮机的模型及约束。

6.根据权利要求5所述的计及大型储气库的电-热-气多能流系统中长期能量优化控制方法，其特征在于，所述电力系统的模型及约束包括电力交流潮流模型、电功率平衡约束、支路电流约束、节点电压约束、支路功率约束、风电和光伏出力约束。