[发明专利]一种综合能源系统的扩展能量枢纽仿真方法及装置

说明书

本发明涉及综合能源系统分析技术领域，具体提供了一种综合能源系统的扩展能量枢纽仿真方法及装置，包括：获取待分析综合能源系统中的设备参数；将所述设备参数代入预先构建的综合能源系统的扩展能量枢纽仿真模型，并基于所述综合能源系统的扩展能量枢纽仿真模型对所述待分析综合能源系统进行仿真分析，得到仿真结果。本发明提供的技术方案，提高了模型的精确度，丰富了仿真方法的应用场景。

技术领域

本发明涉及综合能源系统分析技术领域，具体涉及一种综合能源系统的扩展能量枢纽仿真方法及装置。

背景技术

为实现低碳发展，具有多能互补、能源梯级利用等优势的综合能源系统是能源行业低碳转型的重要解决方案。综合能源系统由供暖系统、制冷系统、天然气系统、配电网等能量网络构成，具有能源输送、分配、转化和平衡等功能，构建多能流耦合的高精度模型是研究综合能源系统的重点和难点。

目前多能流耦合模型以能量枢纽模型为主流，将能量的供给和负荷需求抽象为多输入- 多输出端口网络模型，降低计算分析的复杂性。但是，目前能量枢纽模型未考虑季节差异对负荷特性的影响，均采用相同的运行控制策略，从而导致能量分配不合理，用能成本较高的问题。另一方面，储能并网、电动汽车V2G、需求侧响应等快速发展并且高度耦合参与到系统运行之中，考虑其对综合能源系统运行特性的影响显得尤为重要。因此，建立计及可控负荷的综合能源系统拓展能量枢纽模型，并考虑季节负荷差异对模型的影响开展仿真分析具有重要意义。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提出了一种综合能源系统的扩展能量枢纽仿真方法及装置。

第一方面，提供一种综合能源系统的扩展能量枢纽仿真方法，所述综合能源系统的扩展能量枢纽仿真方法包括：

获取待分析综合能源系统中的设备参数；

将所述设备参数代入预先构建的综合能源系统的扩展能量枢纽仿真模型，并基于所述综合能源系统的扩展能量枢纽仿真模型对所述待分析综合能源系统进行仿真分析，得到仿真结果。

优选的，所述设备参数包括下述中的至少一种：供能-负荷耦合矩阵、储能-负荷的耦合矩阵、能源参与需求响应时对能源输出的影响系数矩阵、综合能源系统的能量输入矩阵、新能源能量输入量、储能存储量、用户的用电响应行为矩阵、辅助状态变量矩阵、电动汽车的供能耦合矩阵、电动汽车的储能耦合矩阵、电动汽车的能量输入量、电动汽车的能量存储量。

优选的，所述对所述待分析综合能源系统进行仿真分析，得到仿真结果的过程中，仿真结果包括下述中的至少一种：购电功率变化曲线、售电功率变化曲线、用能成本变化曲线。

优选的，所述预先构建的综合能源系统的能量枢纽仿真模型的数学模型如下：

上式中，L为综合能源系统的输出负荷矩阵，L_T为新能源并网输出能量，ΔL为需求侧响应引起的负荷变化量，L_EV为电动汽车的能量输出量，C为供能-负荷耦合矩阵，S为储能负荷的耦合矩阵，D为能源参与需求响应时对能源输出的影响系数矩阵，P为综合能源系统的能量输入矩阵，P_R为新能源能量输入量，E为储能形式的存储量向量，H为用户的用电响应行为矩阵，ε为辅助状态变量矩阵，C_EV为电动汽车的供能耦合矩阵，S_EV为电动汽车的储能耦合矩阵，P_EV为电动汽车的能量输入量，E_EV为电动汽车的能量存储量。

进一步的，若当前季节为冬季，则所述供能-负荷耦合矩阵的数学模型为：否则，所述供能-负荷耦合矩阵的数学模型为：其中，η^T、分别为变压器燃气锅炉的转换效率，为天然气转换为热能的转换效率，为空调制冷效率，为天然气转换为电能的转换效率，λ、β、v为电能、制冷和天然气的分配比例，为空调制热效率，η^AR为制冷机的转换效率。