[发明专利]一种基于多时间尺度的用户级综合能源系统优化调度方法

说明书

本发明专利公开了一种基于多时间尺度的用户级综合能源系统优化调度方法，通过建立综合能源系统日前和日内两阶段优化调度的目标函数和约束条件，在日前阶段，提供保证系统经济环保运行的可控机组启停计划和出力；在日内阶段，依据冷热能和电能的动态特性和时间常数差异实现分层控制，上层平抑调度时长较长的冷热能功率波动，下层平抑调度时长较短的电能功率波动，通过机组调控惩罚成本引导和调节范围约束滚动修正机组出力，本文方法既能实现系统的经济环保运行，又能随时间尺度的缩小分层弥补冷热能负荷和电能负荷、可再生能源的预测偏差，保证了综合能源系统安全稳定和高效经济运行。

所属领域

本发明属于综合能源系统领域，具体涉及一种基于多时间尺度的用户级综合能源系统优化调度方法。

背景技术

能量是人类生存和发展的基础，传统的能源系统建设倾向于各子系统单独规划、单独设计和独立运行，不同供能系统发展存在差异和壁垒，电、热、气等多能系统耦合程度不高，彼此间缺乏多能互补和协调控制机制，可能导致能源利用效率低下、系统运行安全性不足和故障情况下系统自愈能力匮乏等问题。

近年来，分布式发电、可再生能源、冷热电联供、微网等能源技术以及信息通信技术快速更新，推动传统分立运行的能源系统向多能耦合和协调控制的综合能源系统转型，国家能源政策的支持也进一步加速了综合能源系统的理论推广和实践落地。构建以电力系统为核心的综合能源系统平台，推进实现多能耦合互补互联快速发展，对实现可再生能源的有效消纳、降低系统运行成本、提高能源生产效率和提供电网辅助服务具有重要意义，对实现跨领域、多维度和多层次的能源融合使用和能源技术创新具有深远影响，是国家节能减排和国际能源变革的重要举措。

目前，国内外学者在综合能源系统的建模仿真和优化控制方面做了诸多研究，主要包括能量装置的动态特性建模和多能互补协同优化运行。在能量装置的动态特性建模方面，很多学者从不同时间尺度、空间范围、能量环节角度构建了综合能源系统的线性或者非线性模型，比如核心能量耦合设备燃气轮机的短时间尺度动态特性仿真模型，区域或跨区的稳态的长时间尺度电网潮流模型、气网分段线性化传输模型、热网能量流传输模型等；在多能互补协调优化运行方面，已有学者在综合能源系统的评估指标体系和评估方法、多目标协同优化方法和优化运行和安全控制等方面展开了研究。但需要进一步关注的是，电、热、气多能响应特性在时间尺度上存在差异，因而在进行含电-热-气多能耦合的综合能源系统优化调度策略时常常未考虑或者无法融合和克服电热气相应特性在时间尺度上的差异，使得综合能源系统调度无法最大程度的发挥作用，误差性较大，工作效率低下，因而克服和解决含电-热-气多能耦合的综合能源系统不同响应特性在时间尺度上的差异，就变得非常重要了。

发明内容

本发明正是针对现有技术中的问题，提供了一种基于多时间尺度的用户级综合能源系统优化调度方法，分析综合能源系统日前-日内不同阶段调度目标区别以及不同能源形式的调节时间尺度差异，建立综合能源系统日内滚动调度阶段的双层优化调度模型并求解，既可以在日前调度阶段尽可能降低系统的运行成本，又可以在日内调度阶段依据冷热能和电能的调节时间差异，随时间尺度的缩小依次弥补冷热负荷以及电负荷和可再生能源发电功率预测偏差，从而保证综合能源系统安全稳定和高效经济运行。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于多时间尺度的用户级综合能源系统优化调度方法，包括以下步骤：

S1，确定并获取综合能源系统运行基本参数；

S2，建立综合能源系统日前经济调度阶段的优化调度模型，所述优化调度模型的目标函数为：

其中，C_fuel(t)为燃料费用；C_grid(t)为电网交互费用；C_device(t)为设备维护费用；C_on-off(t)为机组启停费用；C_heat-cold(t)为售热售冷费用；