【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種電力系統調度領域的技術，具體涉及一種基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法。
技術介紹
1、以風光氫為能源主體的綜合能源系統(h2-ies)聚合了風力發電、光伏發電、電解槽、氫燃料電池、電鍋爐、儲能等設備，該組合形式具有典型性、代表性。h2-ies內零碳能源比例高、集成多種能源轉換技術、擁有多元靈活性資源，是一種兼具低碳性與靈活性特征的多能耦合系統。
技術實現思路
1、本專利技術針對現有技術存在的上述不足，提出一種基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法，能夠對綜合能源系統的靈活性資源在能量、靈活調節服務之間進行合理分配，同時兼顧碳交易市場上的碳交易成本制定合理權衡運行經濟性、低碳性與靈活性的高效調度策略。
2、本專利技術是通過以下技術方案實現的：
3、本專利技術涉及一種基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法，包括：
4、步驟1、構造日前調度魯棒優化模型，并基于可再生能源出力與靈活調節需求的最惡劣場景集，求解得到設備最優運行區間及與上級能源網交互的功率；
5、步驟2、以步驟1得到的設備最優運行區間以及上級能源網交互的功率作為約束條件，模擬生成風光發電機組出力與靈活調節需求的最惡劣場景；
6、步驟3、以綜合能源系統運行成本最低為優化目標，根據步驟1得到的設備最優運行區間及與上級能源網交互的功率作為約束條件和步驟2得到的風光發電機組出力與靈活調節需求的最惡劣場景確定園區內各個設備的實際調度值以
7、步驟4、構造日內調度模型，根據步驟3得到的日前調度魯棒優化模型的優化求解結果在每個調度時段根據不確定性因素的實際觀測值進行單時段的優化。
8、所述的日前調度魯棒優化模型包括：
9、1)目標函數是指：cenergy為綜合能源系統園區與上級能源網的交易成本；為園區的碳交易成本；com為園區內設備的運行維護成本；cab為園區內棄風棄光的懲罰成本；ufrp為綜合能源系統為上級電網提供靈活調節服務的補償收益：
10、
11、從上級電網購、售電能的單價；為從上級氫網購入氫能的單價；為從上級電網購、售電能的功率；為從上級氫網購入氫能的功率(已換算)；為在t時段園區的實際碳排放量超出無償碳配額的量；為碳交易成本的單價；χpw、χpv、χel、χhfc、χeb、χes、χhs、χhs分別為風力發電、光伏發電機組、電解槽、氫燃料電池、電鍋爐、儲電設備、儲熱設備、儲氫設備的功率及單位功率運行維護成本；cab為單位棄風棄光懲罰成本；δppwt、δppvt分別為園區內棄風、棄光功率；為上級電網為綜合能源系統提供的靈活調節服務給予的補償單價，該值可根據靈活調節需求曲線閾值設定；ru、rd分別為設備提供的向上/下靈活調節容量，其中右下角標為所提供靈活調節容量的設備。
12、2)外層約束條件：為保證所優化的區間滿足所有必要約束，在所得的區間內可任意調整的同時不會越限，需要對綜合能源系統園區內設備涉及時間耦合關系的約束條件進行解耦，通過引入設備運行區間的上、下界這兩個變量，將能源轉換設備的具體調度值放寬至由上、下界所包絡的運行區間，并保證設備在該區間內運行時滿足爬坡能力約束；同理，將原先的儲能設備具體的儲能量變量也改為區間變量，并保證其滿足儲能設備運行約束。
13、電解槽運行區間約束：其中，分別為t時段電解槽輸入電功率的上界和下界；分別為電解槽輸入電能的上、下限值；分別為電解槽向下、向上爬坡的最大值；
14、氫燃料電池運行區間約束：其中，分別為t時段氫燃料電池輸出電功率的上界和下界；分別為氫燃料電池輸出電功率的上、下限值；分別為氫燃料電池向下、向上爬坡的最大值；
15、電鍋爐運行區間約束：其中，分別為t時段電鍋爐設備輸入電功率的上界和下界；分別為電鍋爐輸入電能的上、下限值；分別為電鍋爐向下、向上爬坡的最大值；
16、儲電設備運行區間約束：其中，分別為t時段儲電設備儲電量的上界和下界；ηesc、ηesd分別為儲電設備充、放電功率的效率；分別為儲電設備充入、釋放電功率的最大值；分別為儲電設備儲電量的最大值、最小值；
17、儲熱設備運行區間約束：其中，分別為t時段儲熱設備儲熱量的上界和下界；ηhsc、ηhsd分別為儲熱設備儲、放熱的效率；分別為儲熱設備儲、放熱功率的最大值；分別為儲熱設備儲熱量的最大值、最小值；
18、儲氫設備運行區間約束：其中，分別為t時段儲氫設備儲氫量的上界和下界；ηhsc、ηhsd分別為儲氫設備儲、放氫能的效率；分別為儲氫設備儲、放氫功率的最大值；分別為儲氫設備儲氫量的最大值、最小值。
19、上級能源網購能約束：其中，為t時段從上級電網購電的最大值；為t時段向上級電網售電能的最大值；為t時段從上級氫網購氫的最大值。
20、3)中層約束條件：在綜合能源系統建模中考慮可再生能源出力的不確定性與上級電網所提出的靈活調節需求的不確定性，采用盒式不確定性集對風光出力及靈活調節需求進行建模：風光出力不確定性約束：其中：為t時段風電出力的日前預測值；zpw,+t、zpw,-t為二進制變量，用以為t時段風電出力的波動情況；ppwmax,t、ppwmin,t分別為t時段風電預測出力的最大值和最小值；γpw為風電的時間平滑系數，用以降低模型保守度；為t時段光伏出力的日前預測值；zpv,+t、zpv,-t為二進制變量，用以為t時段光伏出力的波動情況；ppvmax,t、ppvmin,t分別為t時段光伏預測出力的最大值和最小值；γpv為光伏的時間平滑系數，用以降低模型保守度。
21、靈活調節需求不確定性約束：其中：為t時段上級電網向上靈活調節需求的日前預測值；zfru,+t、zfru,-t為二進制變量，用以為t時段向上靈活調節需求的波動情況；frumax,t、frumin,t分別為t時段向上靈活調節需求預測值的最大值和最小值；γfru為向上靈活調節需求的時間平滑系數，用以降低模型保守度；為t時段上級電網向下靈活調節需求的日前預測值；zfrd,+t、zfrd,-t為二進制變量，用以為t時段向下靈活調節需求的波動情況；frdmax,t、frdmin,t分別為t時段向下靈活調節需求預測值的最大值和最小值；γfrd為向下靈活調節需求的時間平滑系數，用以降低模型保守度。
22、4)內層約束條件：考慮綜合能源系統通過協調調度電解槽設備、氫燃料電池、電鍋爐、儲電設備為上級電網提供靈活性調節服務時的自身內部運行約束：電解槽運行約束：其中：為電解槽在t時段輸出的氫能；ηel為電解槽的能量轉換效率；為電解槽在t時段輸入的電能；為t時段電解槽設備的向下靈活調節容量；
23、氫燃料電池運行約束：其中：分別為氫燃料電池在t時段輸入的氫能以及輸出的電能和熱能；分別為氫燃料電池的熱電總效率、氫-電、氫-熱能量轉換效率；κmin、κmax分別為氫燃料電池的熱電比最小、最大值；為t時段氫燃料電本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法，其特征在于，通過構造日前調度魯棒優化模型，并基于可再生能源出力與靈活調節需求的最惡劣場景集，求解得到設備最優運行區間及與上級能源網交互的功率；以設備最優運行區間以及上級能源網交互的功率作為約束條件，模擬生成風光發電機組出力與靈活調節需求的最惡劣場景；以綜合能源系統運行成本最低為優化目標，根據設備最優運行區間及與上級能源網交互的功率作為約束條件和風光發電機組出力與靈活調節需求的最惡劣場景確定園區內各個設備的實際調度值以及向上/向下靈活調節容量，構造日內調度模型，根據日前調度魯棒優化模型的優化求解結果在每個調度時段根據不確定性因素的實際觀測值進行單時段的優化。
2.根據權利要求1所述的基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法，其特征是，所述的日前調度魯棒優化模型的目標函數是指：Cenergy為綜合能源系統園區與上級能源網的交易成本；CCO2為園區的碳交易成本；Com為園區內設備的運行維護成本；Cab為園區內棄風棄光的懲罰成本；UFRP為綜合能源系統為上級電網提供靈活調節服務的補償收益：
3.根據權利要求
4.根據權利要求3所述的基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法，其特征是，所述的外層約束條件包括：
5.根據權利要求3所述的基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法，其特征是，所述的中層約束條件，包括：
6.根據權利要求3所述的基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法，其特征是，所述的內層約束條件，具體包括：
7.根據權利要求1所述的基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法，其特征是，在日前調度階段后，將日前調度結果導入下一步的日內調度中，為后續調度提供參考。
8.根據權利要求7所述的基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法，其特征是，每個調度時段基于日前調度模型的優化結果以及日內階段不確定性因素的實際觀測值進行單時段的優化，制定日內調度計劃，時間尺度為15min。
9.根據權利要求1所述的基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法，其特征是，所述的日內調度模型的目標函數：約束條件：由于綜合能源系統運行時電解槽設備、氫燃料電池、電鍋爐、儲電設備涉及時間耦合關系、可再生能源出力的不確定性與上級電網所提出的靈活調節需求的不確定性、各設備為上級電網提供靈活性調節服務與日前階段類似，外、中、內層的約束條件直接引用。
10.根據權利要求1-9中任一所述的基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法，其特征是，具體包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法，其特征在于，通過構造日前調度魯棒優化模型，并基于可再生能源出力與靈活調節需求的最惡劣場景集，求解得到設備最優運行區間及與上級能源網交互的功率；以設備最優運行區間以及上級能源網交互的功率作為約束條件，模擬生成風光發電機組出力與靈活調節需求的最惡劣場景；以綜合能源系統運行成本最低為優化目標，根據設備最優運行區間及與上級能源網交互的功率作為約束條件和風光發電機組出力與靈活調節需求的最惡劣場景確定園區內各個設備的實際調度值以及向上/向下靈活調節容量，構造日內調度模型，根據日前調度魯棒優化模型的優化求解結果在每個調度時段根據不確定性因素的實際觀測值進行單時段的優化。
2.根據權利要求1所述的基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法，其特征是，所述的日前調度魯棒優化模型的目標函數是指：cenergy為綜合能源系統園區與上級能源網的交易成本；cco2為園區的碳交易成本；com為園區內設備的運行維護成本；cab為園區內棄風棄光的懲罰成本；ufrp為綜合能源系統為上級電網提供靈活調節服務的補償收益：
3.根據權利要求1或2所述的基于綜合能源系統的多時間尺度低碳靈活調度方法，其特征是，所述的日前調度魯棒優化模型的約束條件包括：
4.根據權利要求3所述的基于綜合能源系統的多時間尺度...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張瑩，竇真蘭，孫儉，張春雁，夏世超，倪俊強，陳佳盈，蔣傳文，王玲玲，瞿清平，歸一凡，
申請(專利權)人：國網上海市電力公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。