[发明专利]一种园区综合能源系统多类型储能设备协调运行优化方法

说明书

本发明公开了一种园区综合能源系统多类型储能设备协调运行优化方法，该方法包括以下步骤：建立储能设备数学模型；建立能源转换设备数学模型；建立多类型储能设备运行优化数学模型，所述优化数学模型包括优化问题目标函数和约束条件；对优化数学模型进行求解。本发明园区综合能源系统多类型储能设备协调运行优化方法通过建立多类型储能设备运行优化数学模型，通过对优化数学模型求解可得出多种储能设备优化周期内所有时刻的运行状态，可实现园区综合能源系统中不同类型的储能设备运行方式的协调优化。

技术领域

本发明涉及能源系统优化技术领域，特别涉及一种园区综合能源系统多类 型储能设备协调运行优化方法。

背景技术

园区综合能源系统以分布式能源供用设备为核心元件组成，涉及电、气、 冷、热等不同的能源形式，是未来能源互联网中的重要环节。近年来，各国能 源行业的科技工作者对园区综合能源系统的大量理论研究以及实际应用尝试证 明，园区综合能源系统的灵活性是其发挥多能互补优势，提高系统综合供能效 率，降低运行成本的关键指标。而不同储能设备的运行策略，将极大的影响系 统运行的综合性能。

当前，国内外研究者针对储能系统的配置和运行优化问题已进行了一系列 的研究。文献《Optimal configuration of hybrid energy storage in integrated energysystem》提出了一种综合能源系统中考虑热电联供设备的 混合储能设备规划方法，文章重点介绍如何选取适合的储能设备配合热电联供 设备，从而降低系统使用成本。文献《Optimal configuration of multi-energy storage in regional integrated energysystem considering multi-energy complementation》提出了一种考虑全寿命周期内冷、热、电储能设备的双层配 置优化方法，并提出了一种迭代算法用于求解该问题。上述两篇文献主要从多 类型储能的配置优化角度来提高园区综合能源系统性能。但在实际工程中，配 置优化还应配合运行策略优化才可发挥出储能设备的优势。文献《含冷热电联 供及储能的区域综合能源系统运行优化》提出了一种考虑CCHP系统和储能设备 的区域综合能源系统运行优化策略，文献《考虑广义储能的区域综合能源系统 优化运行研究》则进一步将储能设备的定义扩宽，考虑一系列具有灵活调节特 性的广义储能设备，对区域综合能源系统的运行方式进行优化。文献《考虑需 求侧响应的含储能区域综合能源系统运行优化》则在含储能的综合能源系统中 考虑负荷响应，从而在辅助服务市场盈利。

综上所述，对于含储能设备的综合能源系统的研究一部分集中在系统配置 优化方面，而另一部分集中在系统运行策略优化方面。目前的系统运行策略优 化方法考虑了广义储能设备、需求侧响应、与园区中的CCHP系统如何配合等问 题，但当园区综合能源系统中出现多种类型的储能设备时，各类储能设备之间 如何协调运行，目前尚未有相关研究发表。

目前已有的大多数研究并在园区综合能源系统中考虑多种不同类型的储能 问题，仅考虑储能设备与其他供用能设备如何配合，而忽略了不同类型储能设 备之间的互动。少数考虑了多类型储能设备的研究集中在系统配置优化问题上， 还未深入到系统运行策略优化领域。

不同储能设备的运行特性、技术特点、以及在园区综合能源系统中发挥的 作用有所差异，而在园区综合能源系统运行层面考虑如储电、储冷、储热等不 同类型的储能设备，需要建立通用的储能设备模型。同时，由于储能设备具有 强时间相关性，即前一时刻的设备状态将影响下一时刻的设备状态，因此需一 次性将全天的设备运行点统一优化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种经济环保、可实现园区综合能源系统 中不同类型的储能设备运行方式的协调优化、优化效果好的园区综合能源系统 多类型储能设备协调运行优化方法。

为了解决上述问题，本发明提供了一种园区综合能源系统多类型储能设备 协调运行优化方法，其包括以下步骤：

建立储能设备数学模型；