[发明专利]一种电气热综合能源系统优化调度方法

说明书

本申请公开了一种电气热综合能源系统优化调度方法，包括采集电‑气‑热综合能源系统运行数据以及综合能源系统参数；建立P2G运行成本模型；分别建立综合能源系统运行成本目标函数和风电消纳功率目标函数；设定电力系统约束条件、天然气系统约束条件、热力系统约束条件以及电‑气‑热系统耦合约束；对综合能源系统运行成本和风电消纳功率进行多目标优化问题求解。本发明所提方法合理可行，电转气成本特性对综合能源系统的调度有显著影响，可有效得到综合能源系统运行成本和风电消纳功率的最优折衷解。

技术领域

本发明属于综合能源系统优化运行技术领域，涉及一种电气热综合能源系统优化调度方法。

背景技术

在世界范围内，由于大量使用化石能源，导致了严重的环境污染和气候变化。风电以其清洁、廉价、可持续的特性，在有效解决能源和环境问题方面具有巨大的潜力。然而，风电的不确定性给其利用带来了困难，为保持电力系统供需平衡，导致大量弃风。

为了克服这一缺点，研究者探索了许多提高风电利用率的方法。由于各种能源之间的互补特性，将多个能源系统如电力、天然气和供热系统综合起来，是提高能源利用效率和系统灵活性的有效途径。在电-气-热综合能源系统(power-gas-heating integratedsystem,PGHIS)中，通常采用电转气(power-to-gas,P2G)装置将电能转化为天然气。因此，传统电力系统无法消纳的剩余风电可以转化为天然气。天然气储存方便，并可通过燃烧产生低碳电力或热量。因此，P2G可以有效提高综合系统运行灵活性，以适应风电的波动性，增强系统风电消纳能力。

P2G运行成本相对较高，影响了风电利用率和PGHIS调度经济性。与不考虑P2G运行成本的情况相比，P2G的高运行成本限制了其产量。因此，PGHIS利用P2G增加的风电利用量减少，系统的总运行成本也将增加。基于此，PGHIS面临着风电利用与运行经济性的权衡。如何达到风电利用与运行经济最优是利用P2G来消纳更多风电的关键问题。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本申请提供一种电气热综合能源系统优化调度方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种电气热综合能源系统优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：采集电-气-热综合能源系统运行数据以及综合能源系统参数；

步骤2：建立P2G运行成本模型；

步骤3：结合P2G运行成本模型，分别建立综合能源系统运行成本目标函数和风电消纳功率目标函数；

步骤4：设定电力系统约束条件、天然气系统约束条件、热力系统约束条件以及电-气-热系统耦合约束；

步骤5：对综合能源系统运行成本和风电消纳功率进行多目标优化问题求解。

本发明进一步包括以下优选方案：

优选地，所述电-气-热综合能源系统包括电力系统、天然气系统和热力系统；

所述电力系统连接热电联产机组和火电机组，并接入风电场与P2G装置，P2G装置同时连接到天然气系统的储气罐；

所述天然气系统包括气源点和储气罐；

所述供热系统连接热电联产机组并包含燃气锅炉。

优选地，步骤1中，所述综合能源系统运行数据包括用电、燃气、供热负荷功率以及预测风电功率。

优选地，步骤2中，建立的P2G运行成本模型为：