[发明专利]一种综合能源系统的优化调度方法

说明书

一种综合能源系统的优化调度方法，包括以下步骤：步骤1，建立热网管道动态模型；步骤2，建立一级网与二级网换热过程的模型；步骤3，促进风电消纳，在系统运行总成本中加入弃风惩罚，建立以使系统总运行成本最低的目标函数；步骤4，设置综合能源系统约束条件，步骤5，以步骤4的约束条件，对步骤1至3的模型求解，考虑热网蓄热后，可使热电联产根据系统风电预测出力和电负荷需求调整自身出力，实现系统热负荷跨时段转移，最终达到提升系统风电消纳水平、降低系统一天内用能总成本的目标。充分考虑供热管网的天然储热能力，促进风电消纳提升。

技术领域

本发明属于综合能源领域，更具体地，涉及一种综合能源系统的优化调度方法。

背景技术

现有技术中，储热热电联产与电锅炉协调供热时的经济性。现有技术文件1(CN105447599B)公开了一种基于储热热电联产机组与电锅炉的弃风消纳协调调度模型，包括：1)弃风消纳空间数学模型的建立；2)极限消纳弃风的电锅炉供热功率建模；3)弃风消纳协调调度建模；以及4)弃风消纳协调调度模型求解。

该现有技术在分析含储热热电联产机组工作原理基础上，提出极限消纳弃风电量的电锅炉供热量计算，对比了储热装置不同工作方式以及含储热热电联产与电锅炉协调供热时的经济性。

然而，现有技术文件1虽然通过热电联产机组与电锅炉、储热装置等设备的联合运行，达到了消纳风电、一定程度上提高系统经济性的效果，但这些方案仍然需要较大额外投资和设备建设用地。

而电–热联合系统中，电力系统和热力系统的物理特性互补性强。电力系统中能量相对容易传输但较难存储，而热力系统中能量较易存储但较难传输。电力系统的传输性能使得其在能源的大空间范围输送和优化配置上具有天然的优势；而热力系统中建筑围护结构和输配管网都具备一定的天然储热特性，相对于电力系统而言是一个惯性很大的系统，其自身对于电能输入的波动和短时间歇就具有一定的平抑和耐受功能。

考虑到热网具有热惯性，可以被视为一种天然储热装置，因此可以利用热网蓄热能力解除热电联产的部分热电耦合约束以提升风电消纳能力。该类方案的显著优势在于热网已存在于城镇集中供热系统中而无需较大额外投资。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种综合能源系统的优化调度方法，充分考虑供热管网的天然储热能力，促进风电消纳提升。

本发明采用如下的技术方案。一种综合能源系统的优化调度方法，包括以下步骤：

步骤1，建立热网管道动态模型；

步骤2，建立一级网与二级网换热过程的模型；

步骤3，促进风电消纳，在系统运行总成本中加入弃风惩罚，建立以使系统总运行成本最低的目标函数；

步骤4，设置综合能源系统约束条件，

步骤5，以步骤4的约束条件，对步骤1至3的模型求解，考虑热网蓄热后，可使热电联产根据系统风电预测出力和电负荷需求调整自身出力，实现系统热负荷跨时段转移，最终达到提升系统风电消纳水平、降低系统一天内用能总成本的目标。

优选地，步骤1中，以如下公式表示热网管道动态模型，

Ac_p(T_i,j+1-T_i,j)Δx+ρAc_pU(T_i,j-T_i-1,j)Δτ+kπD(T_i,j+1-T_s)ΔxΔτ＝0

式中：

i表示供热管道的物理节点；

j表示时间节点；

ρ表示密度；