[发明专利]一种考虑管网动态时延的综合能源系统短期优化调度方法

说明书

本发明提出一种考虑管网动态时延的综合能源系统短期优化调度方法，通过考虑管网传输时延的影响，提升了系统短期调度的实时性、安全性和经济性。该发明采用节点法建立管网系统的动态模型，并分析动态特性对系统设备输出和系统调度的影响。采用0‑1混合整数线性规划方法建立了综合能源系统的优化调度模型，结合分时电价，以日收益最大为优化目标对系统进行优化分析，同时分析了产能转移情况。本发明与现有的综合能源系统优化方法相比，考虑并提出了将管网动态模型加入传统综合能源系统模型的优化调度方法，相较于传统方法考虑了管网动态特性，提升了优化结果的可行性，同时考虑了管网所具有的储能特性，拓宽了优化范围。

技术领域

本发明涉及管网系统运行优化技术领域，具体涉及一种考虑管网动态时延的综合能源系统短期优化调度方法。

背景技术

随着世界经济的发展，能源短缺和环境污染问题日益突出，节能降耗和减少碳排放已然成为未来能源发展的主要趋势。如何提升能源利用效率和减少碳排放成为世界各国未来发展的重点。以冷热电联供(CCHP)为核心的综合能源系统(IES)将冷热电气等多种能量统一调配，实现对能量的梯级利用，极大提升了能源利用率，减少碳排放，是未来能源系统的重要发展方向。如何对综合能源系统进行有效的能量管理，最大程度的实现能源利用是研究的关键。

目前针对综合能源系统的研究主要分为两类，分别为为系统运行优化和需求侧分析。针对综合能源系统的研究多从传统能源系统结构入手，建立各设备的数学模型。而忽略了系统的网络结构，将管网视作一个节点进行分析。实际系统中管网规模较大，能量传输较慢，存在较大延时，目前多数研究未考虑该部分影响，将导致优化结果与实际调度结果存在较大误差。而部分考虑管网结构的研究多针对管网模型自身所具有的储能能力，而忽略了管网自身动态特性，特别是管网动态运行的所带来的长延时。

综上所述，现阶段大多数研究多针对系统的长时间尺度调度，忽略了系统中的网络结构，未考虑动态时延的影响。随着当前对系统优化和系统经济性要求的提升，系统调度实时性的需求越来越高。在系统短期优化调度中忽略管网动态时延将对系统调度产生重大影响，导致系统优化结果与实际系统运行情况不符，无法满足用户需求，更甚者可能对系统安全性造成影响。

发明内容

基于上述的问题，本发明提供一种考虑管网动态时延的综合能源系统短期优化调度方法，包括以下步骤：

S10、建立管网系统动态传输模型，分析能量传输过程中存在的传输延时、能量损耗、节点功率、流量平衡和温度限制；

S20、基于多种能量之间的耦合关系，建立包括冷、热、电、气综合能源系统模型；

S30、以日收益最大为所述综合能源系统模型的目标函数，并分析构建所述综合能源系统模型的优化变量和约束条件；

S40、根据步骤S10所述管网系统动态传输模型，步骤S20所述综合能源系统模型和步骤S30所述目标函数、优化变量和约束条件，结合设定的分支定界算法优化算法对所述综合能源系统模型进行模型求解，得到综合能源系统最优调度方案。

进一步地，所述步骤S10具体包括：

S11、分析管网动态延时，所述管网为供水管道和回水管道，分析管道中水流流量、流速和传输时间的关系，根据管道数据计算水流速度：

其中表示t时刻供、回水管道j的水流速度，表示t时刻供、回水管道j的流量，S^ps、S^pr为供、回水管道集合，D_j表示管道j的直径，ρ为水的密度；

根据管网中水流速度计算管网中各段管道所导致的延时：