[发明专利]一种兼顾经济与能效的电-热耦合多能流系统优化调度方法

说明书

本发明提出一种兼顾经济与能效的电‑热耦合多能流系统优化调度方法，属于含多种能源形式的电网运行和控制技术领域。本方法首先设定电‑热耦合多能流系统中电网与热网稳态安全运行的等式和不等式约束条件；分别建立电‑热耦合多能流系统优化调度的经济性目标函数和能效目标函数；分别求得以经济性为目标的调度方案，和以能效为目标的调度方案；将两种方案分别代入相应的目标函数进行交互计算，利用计算结果建立兼顾经济与能效的电‑热耦合多能流系统优化调度模型；对模型求解，最终获得电‑热耦合多能流系统的优化调度方案。本发明考虑电‑热系统的紧密耦合与相互影响，实现了兼顾经济与能效的电‑热耦合多能流系统的优化调度。

技术领域

本发明涉及一种兼顾经济与能效的电-热耦合多能流系统优化调度方法，属于含多种能源形式的电网运行和控制技术领域。

背景技术

多能流系统是能源互联网的重要载体，其在设计、运营和管理过程中，将冷、热、电、气等多种类型能源的源、网、荷深度融合，并在生产、传输、转换、存储与消费等一系列环节进行多能的协同优化。相比传统相互割裂的能源系统，通过多能协同，多能流系统带来的效益包括：1)通过多类型能源的梯级开发利用和智能管理，可以降低能源消耗和浪费，提高综合能源利用效率，并有助于减少总的用能成本；2)利用不同能源的特性差异和互补、转换，有助于提高消纳间歇式可再生能源的能力；3)通过多能源的转供、互补和协调控制，有助于提高供能的可靠性，并为电网的运行提供更多可调控资源；4)通过多能流系统的协同规划和建设，可以减少基础设施的重复建设和浪费，提高资产利用率。

多能流系统一方面具有可观的效益，另一方面也使原本复杂的能源系统更加复杂。多能流系统由多个能流子系统组成，这些能流子系统之间相互作用和影响，使得多能流系统复杂度显著增加，体现出许多新的特性，传统各个能流单独分析的方法已经难以适应新的要求，亟需发展出新的多能流分析方法。在我国，越来越多的热电联产机组、热泵、电锅炉等耦合元件客观上增强了电-热之间的互联，促进了电-热耦合多能流系统的发展，也对电-热耦合多能流系统的运行和控制技术提出了新的要求。

多能源系统优化调度是指当系统的结构参数和负荷情况都已给定时，调节可利用的控制变量(如电网中发电机的输出功率、热网中泵的扬程等)来找到能满足所有运行约束条件的，并使系统的某一性能指标(如总运行成本或网络损耗)达到最优值下的潮流分布。目前的研究主要集中于单个独立系统，且多仅关注于多能流系统运行的经济性，为了响应中央对提高能源利用效率，促进能源生产与能源消费的要求，充分发挥多能流系统能源梯级利用的优势，需要研究兼顾经济与能效的电-热耦合多能流系统优化调度方法。

发明内容

本发明的目的是为了弥补现有领域的空白之处，提出一种兼顾经济与能效的电-热耦合多能流系统优化调度方法。本发明通过建立兼顾经济与能效的电-热耦合多能流系统优化调度模型，实现电-热耦合多能流系统的经济、高效运行，具有很高的实用价值。

本发明提出的兼顾经济与能效的电-热耦合多能流系统优化调度方法，包括以下步骤：

本发明提出一种兼顾经济与能效的电-热耦合多能流系统优化调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)设定电-热耦合多能流系统中电网与热网稳态安全运行的等式约束条件；具体包括：

1-1)电-热耦合多能流系统中的电网潮流方程约束；表达式如下：

其中，Pⁱ为电网中节点i的注入有功功率，Qⁱ为电网中节点i的注入无功功率，θ_i、θ_j分别为节点i、节点j的电压相角，U_i和U_j分别为节点i和节点j的电压幅值，G_ij为电网节点导纳矩阵Y第i行、第j列元素的实部，B_ij为电网节点导纳矩阵Y第i行、第j列元素的虚部；