[发明专利]一种储能参与下的综合能源系统日前稳态优化分析方法

说明书

本发明公开了一种储能参与下的综合能源系统日前稳态优化分析方法，该方法基于多类型负荷需求设计能源集线器及能量耦合方式，在能源集线器基础上提出耦合电‑热‑气‑冷‑汽子系统的能源站模型构架；然后分别建立综合能源系统中电‑热‑气‑冷‑汽子系统稳态数学模型；并且分析蓄电、蓄热、蓄冷对并网运行的综合能源系统日前稳态优化影响；其次在不同负荷结构下建立含电‑热‑气‑冷‑汽子系统日前稳态非线性优化模型；最后算例分析验证对综合能源系统进行稳态优化计算和稳态运行分析的有效性。本发明主要解决当前综合能源系统中各子系统协调运行的不足问题，且该方法能够合理反映综合能源系统的运行特性。

技术领域

本发明属于综合能源系统优化、调度、稳态计算分析，具体涉及一种储能参与下的综合能源系统日前稳态优化分析方法。

背景技术

综合能源系统依托能源传输技术、能量转换设备和可再生能源等相关技术的不断革新、耦合电网、热网和天然气网等多种能源网络，有利于实现多能协同供应和能源综合梯级利用，逐渐成为能源领域的重要发展趋势之一。多种能源相互耦合是综合能源系统区别于传统能源系统的重要标志之一，各类能源的特性差异对系统的规划运行提出了新的挑战。

如何在多能相互转化技术的支撑下对多能源网络进行集成优化建模，实现综合能源系统的协调运行是解决从能源生产、传输到能源消费等各个环节中存在的能效问题的关键。传统的能源利用模式中，按照能源类型可将能源系统划分为电力系统、热力系统以及天然气系统，各能源系统由于物理特性区别，在系统规划设计以及运行控制中存在不同特征。而将电能、热能以及天然气调度供应割裂开来的传统供用能方式，未考虑电力系统、天然气系统和热力系统间的联系，不能充分发掘各自的供能优势与潜力，降低了能源供应模式的灵活性。

因此，对含电-热-气-冷-汽子系统的综合能源系统稳态优化分析及其耦合关系进行研究符合综合能源系统运行时的多能耦合互补特征，有利于提高能源的综合利用效率。综合能源系统通过多能互补以及能量的梯级利用，来提高能源的利用效率和减少污染排放，是解决能源短缺和环境问题的有效途径之一，综合能源系统是未来能源供应系统的重要发展趋势。

目前鲜有文献在考虑各种能源子系统关键特征变量基础上，针对含电-热-气-冷-汽子系统及蓄热、蓄冷、蓄电参与下的综合能源系统日前稳态优化进行研究，已有的研究主要集中在以能量流为基础的电-热耦合系统、电-气耦合系统、电-热-气耦合系统、冷热电联供系统优化分析，未充分考虑光伏、风电参与下、计及储能、含电-热-气-冷-汽子系统的综合能源系统日前稳态优化运行模式的关键特征变量，也未讨论所建立的稳态优化模型对综合能源系统进行优化计算和稳态运行分析的有效性及适用性。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术的不足，本发明提供一种储能参与下的综合能源系统日前稳态优化分析方法，该方法不仅适用于含电-热-气-冷-汽子系统及储能参与下的综合能源系统稳态计算和运行分析，而且能够合理反映综合能源系统的稳态运行特性，以期为含电-热-气-冷-汽子系统的综合能源系统日前稳态优化分析及日前动态经济调度提供参考。

技术方案：本发明提供了一种储能参与下的综合能源系统日前稳态优化分析方法，包括以下步骤：

(1)向综合能源系统输入系统信息，包括电-热-气-冷-汽子系统的拓扑信息、能源集线器拓扑信息、能量转换设备信息、电-热-气-冷-汽子系统中各类型负荷信息、各种储能设备类型信息、风电场预测出力信息、光伏组件预测出力信息、参数信息；

(2)建立电系统模型、汽系统模型、热系统模型、冷系统模型、气系统模型，并设定系统模型之间的耦合结构和组成方式；

(3)通过建立的能源站单元模型，将电、汽、热、冷、气5种能源集中在综合能源系统中；

(4)在考虑电-热-气-冷-汽子系统运行关键约束基础上，提出储能参与下的综合能源系统日前稳态优化分析模型；