[发明专利]一种园区综合能源系统优化配置方法

说明书

本发明公开了一种园区综合能源系统优化配置方法，包括：构建园区综合能源系统的建设时序集合；基于所建立的建设时序集合，采用最优建设时序方法和云储能机制，构建园区综合能源系统双层优化配置模型；基于KKT条件和大M法，对所述园区综合能源系统双层优化配置模型求解，获取园区综合能源系统的最优配置方案。

技术领域：

本发明属于电力系统领域，特别涉及一种园区综合能源系统优化配置方法。

背景技术：

随着传统化石能源的日益枯竭，亟需发展多能互补和集成优化技术来提高能源利用效率。园区综合能源系统(park-level integrated energy system,PIES)作为用户侧多能源耦合与供应的典型应用之一，可以提升可再生能源消纳率和能源利用效率，其优化配置受到了国内外学者的广泛关注。

现有的PIES规划策略多假设PIES在整个规划周期内负荷水平不变，并在建设初期将待投建设备一次投入，这可能导致在PIES的建设初期由于设备闲置而造成资源浪费，在PIES建设后期负荷增加，而设备老化且容量不足。针对上述问题，可以在PIES规划中考虑建设时序，将规划周期分成多个阶段，并在每个规划阶段的初期增加设备投入，以满足整个规划周期内负荷增长的需求。然而，不同的建设时序方案会对PIES的优化配置结果带来一定影响。

对于PIES这类规模较小的综合能源系统而言，投资小容量的实体储能需要较高的单位投资成本。此外，储能装置往往是为满足用能高峰需求而配置，在非用能高峰期可能处于闲置状态，造成资源浪费。近年来，随着共享经济的发展，云储能(cloud energystorage,CES)这一概念被提出，为解决上述问题带来了新的解决途径。云储能是指将原本分散在用户侧的储能装置集中到云端，用云端的虚拟储能容量来代替用户侧的实体储能，对用户而言，使用云储能和使用实体储能无异。云储能设备由云储能提供商投建，以大规模的储能设备为主要支撑，以分布式的储能资源为辅助。云储能提供商可以通过为大量的用户提供分布式的储能服务来获利。云储能是共享经济在能源领域的一种有效应用手段，将其引入PIES优化配置中可以减小投建小规模实体储能设备带来的较高投资成本和维护成本，也可以减少实体储能在非用能高峰期闲置造成的资源浪费。

发明内容：

本发明主要解决的技术问题是采用最优建设时序方法和云储能机制，提供一种园区综合能源系统优化配置方法。

本发明的技术方案如下：

一种园区综合能源系统优化配置方法，包括：

构建园区综合能源系统的建设时序集合；

基于所建立的建设时序集合，采用最优建设时序方法和云储能机制，构建园区综合能源系统双层优化配置模型；

基于KKT条件和大M法，对所述园区综合能源系统双层优化配置模型求解，获取园区综合能源系统的最优配置方案。

优选地，所述园区综合能源系统的建设时序集合记为Ω_PIES，包括对园区综合能源系统的规划周期划分形成的若干个建设阶段集合，其中园区综合能源系统的规划周期内包含的总年份数和划分的建设阶段数分别为N_y和N_s，包含的园区综合能源系统建设时序的数量为N_SCE。

优选地，所述园区综合能源系统双层优化配置模型包括上层园区综合能源系统优化配置模型和下层园区综合能源系统优化运行模型。

优选地，基于所建立的建设时序集合，采用最优建设时序法和云储能机制，构建园区综合能源系统双层优化配置模型，包括：

在建设时序场景s下，所述上层园区综合能源系统优化配置模型的目标函数为最小化园区综合能源系统全寿命周期成本如下所示：