[发明专利]考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法及系统

说明书

本发明属于能源调度技术领域，提供了考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法及系统。该方法包括基于源荷数据及外环静态优化模型，同时计算和比较不同能源供应方案的效益，得到静态每小时调度方案；基于静态每小时调度方案，提取并离散化各个设备的全周期静态出力曲线；基于离散化的各个设备的全周期静态出力曲线及内环动态优化模型，得到各设备的动态出力曲线；计算每个优化周期内各个能源转化设备的动态出力曲线和静态出力曲线的差值，再在时域范围内进行积分运算，获取能量层面的供能缺口或多余量；在时域上平移动态出力曲线来减小能量层面的偏差，直至使平移后的动态出力曲线与静态出力曲线的偏差积分为零，得到最优调度方案。

技术领域

本发明属于能源调度技术领域，尤其涉及一种考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

综合能源系统是多种能源协调运行的能源供给系统，可以把冷、热、电、气等不同形式的能源统一调控，实现多能互补使用。以“冷-热-电-气”多能互补和“源-储-荷”协同运行为主要特征的综合能源系统为提高能源利用率和新能源消纳率提供了支撑。保证综合能源系统稳定、高质、高效的能量输出，是提高能源利用率、解决当今能源短缺和环境危机等问题的有效途径。但由于系统内能量转化设备特性迥异、多能流紧密耦合、异质能流优化时间尺度不一的特点，优化综合能源系统的运行的涉及到电气科学、热力学、控制科学、大数据技术以及优化理论等，想要实现综合能源系统的最优运行，达到节能减排、降本增效的最终目标十分困难。

目前的有关综合能源系优化调度的相关研究是借鉴电网的多时间尺度调控方法，将系统中的冷热电气等多种异质能流置于同一优化时间尺度下，通过设置多个不同的优化周期来实现多时间尺度优化调度。大多数优化调度研究集中在稳态效应上，忽略了动态响应过程。事实上，电力输出可以实现对调度指令的瞬间响应。然而，制热或制冷设备对调度指令的响应需要一定时间的动态变化才能达到稳态值。对于含有深度耦合的异质能量流和动态响应速度差异很大的能量转换设备的综合能源系统，发明人发现，传统静态优化调度方法使得设备的实际运行与调度决策结果存在偏差，从而导致源荷不匹配，并使得设备一直处于工况改变中，损害设备性能。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法及系统，其基于双环优化架构、综合考虑动态和静态特性的协同优化调度综合能源。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种考虑动态特性的综合能源系统协同优化调度方法，其包括：

基于源荷数据及外环静态优化模型，以最小化运行成本和碳排放及最大化设备稳态运行时间为目标，同时计算和比较不同能源供应方案的效益，得到静态每小时调度方案；

基于静态每小时调度方案，提取并离散化各个设备的全周期静态出力曲线；

基于离散化的各个设备的全周期静态出力曲线及内环动态优化模型，得到各设备的动态出力曲线；

计算每个优化周期内各个能源转化设备的动态出力曲线和静态出力曲线的差值，再在时域范围内进行积分运算，获取能量层面的供能缺口或多余量；

根据能量守恒的原则，在时域上平移动态出力曲线来减小能量层面的偏差，直至使平移后的动态出力曲线与静态出力曲线的偏差积分为零，得到基于动态模型的最优调度方案。

作为一种实施方式，所述外环静态优化模型以综合能源系统的每日运行成本最小、碳排放最小和设备稳态运行时间最大为目标，约束条件是基于能量平衡以及设备COP输入输出关系而确定的。