[发明专利]一种农村综合能源系统多层协同优化方法及系统

说明书

本发明提供一种农村综合能源系统多层协同优化方法及系统，属于综合能源技术领域，优化方法包括：在第一约束条件的约束下，以乡镇级综合能源系统的运行成本最小为目标，优化总发电功率和交换功率，根据优化后的总发电功率，在第二约束条件的约束下，以村级综合能源系统的运行成本最小为目标，优化分布式电源的出力，根据优化后的出力，在第三约束条件的约束下，以用户级综合能源系统的运行成本最小为目标，优化分布式电源的出力及可中断负荷，并计算分布式电源的边际成本，根据分布式电源的边际成本迭代更新机组边际成本系数，得到最佳出力。保证农村综合能源系统中各设备之间协调出力，降低综合能源系统的运行成本，减少能源损耗。

技术领域

本发明涉及综合能源技术领域，特别是涉及一种农村综合能源系统多层协同优化方法及系统。

背景技术

能源是人类生产生活的保障，传统的火力发电对环境影响严重，长期使用造成了严重的能源危机。为减少火电上网的比例，综合能源系统多能互补协调优化成为减少能源损耗，促进低碳化的重要手段。在负荷相对较小的农村地区为减少火电上网的比例在传统配电网中增加分布式清洁供能设备，发展农村综合能源系统多能互补协调优化成为减少能源损耗促进清洁能源消纳以及提高居民用电经济性的重要手段。

发展农村综合能源促进风力、光伏、沼气机组的联合供能适宜农村新能源发展，有利于风电、光伏等分布式清洁能源的就地消纳，促进了空气源热泵、溴化锂制冷机等新型供冷、供热设备的推广。但随着农村综合能源系统分布式设备的增加，各设备之间如何协调出力，在保证配电网安全稳定运行的前提下，提高用户用能的经济性成为了一个关键性问题。

基于上述问题，亟需一种新的优化方法以降低综合能源系统的运行成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种农村综合能源系统多层协同优化方法及系统，可降低综合能源系统的运行成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种农村综合能源系统多层协同优化方法，所述农村综合能源系统多层协同优化方法包括：

获取各村级综合能源系统的初始总发电功率、各村级综合能源系统与配电网的初始交换功率以及初始机组边际成本系数；

针对第i次迭代优化，根据第i-1次优化后的总发电功率、第i-1次优化后的交换功率和第i-1次优化后的机组边际成本系数，在第一约束条件的约束下，以乡镇级综合能源系统的运行成本最小为目标，对第i-1次优化后的总发电功率和第i-1次优化后的交换功率进行优化，得到第i次优化后的总发电功率和第i次优化后的最优交互功率；1≤i≤I，I为迭代阈值；第0次优化后的总发电功率为初始总发电功率，第0次优化后的交换功率为初始交换功率，第0次优化后的机组边际成本系数为初始机组边际成本系数；

根据第i次优化后的总发电功率，在第二约束条件的约束下，以村级综合能源系统的运行成本最小为目标，对分布式电源的出力进行优化，得到第第i次优化后的出力；其中，所述分布式电源包括：风力发电机组、光伏发电机组、沼气发电机组、储能电池以及空气源热泵；

根据第i次优化后的出力，在第三约束条件的约束下，以用户级综合能源系统的运行成本最小为目标，对分布式电源的出力以及可中断负荷进行优化，并计算分布式电源的边际成本；

根据所述分布式电源的边际成本，更新第i-1次优化后的机组边际成本系数；直至优化次数达到迭代阈值或机组边际成本趋于稳定时结束迭代，则当前分布式电源的出力为优化后的最佳出力。

可选地，根据以下公式，计算乡镇级综合能源系统的最小运行成本：