[发明专利]一种综合能源系统多目标优化方法、系统、设备和介质

说明书

本发明提供了一种综合能源系统多目标优化方法、系统、设备和介质，包括：获取电‑气互联综合能源系统中可再生能源的装机容量数据和系统运行相关参数；基于所述可再生能源的装机容量数据和系统运行相关参数，采用遗传算法对预先构建的包含电转气设备和多类储能设备的多目标优化配置模型进行求解，得到优化配置解集；基于优化需求从所述优化配置解集中选取电‑气互联综合能源系统的最优配置结果。本发明通过建立包含电转气设备和多类型储能设备的多目标优化配置模型，进行了电转气设备和多类型储能设备的协同规划，能够提供更加符合综合能源系统实际情况、更加全面的优化配置方案。

技术领域

本发明属于综合能源系统优化领域，具体涉及一种基于电转气的电-气互联综合能源系统多目标优化方法。

背景技术

随着化石能源危机和环境污染问题的逐渐加剧，完成能源转型和现代化能源体系建设迫在眉睫。由于风力发电具有较为明显的间歇性、不确定性以及反调峰特性，使得弃风现象严重。近年来，随着综合能源系统这一概念的提出，其与可再生能源的相互耦合将极大提高能源利用效率，减少污染排放。其中，电力网络与天然气网络是当前能源领域两个最主要的大规模传输载体，因此两者之间的耦合关系一直受到广泛关注。通常可借助燃气轮机等设备将天然气转化为电能，而电转气技术可将电能转化为天然气，进而实现电力网络与天然气网络之间能量的双向流动，同时进一步加深电–气综合能源系统的耦合，与燃气轮机共同实现两个系统的双向耦合，为消纳风电等可再生能源提供了一个新的方案。同时，通常加入储能装置可以提高可再生能源利用率，改善电能质量，对综合能源系统的运行具有重要的支撑作用。

现有的关于综合能源系统消纳可再生能源的问题，已经有了大量的研究，目前对于综合能源系统的建模包含多种设备，且基于不同的设备的综合能源系统模型的研究侧重点各有不同，例如：包含电转气设备的综合能源系统优化调度主要分析消纳风电给系统带来的经济效益，而包含多种储能设备的综合能源系统的研究主要偏向于利用电、热储能设备消耗风电，考虑系统配置不同储能设备的经济性和可行性。目前，现有技术大多单方面考虑电转气或多类型储能设备的优化配置，但在实际生产工作中，电转气和多类型储能设备在电-气互联综合能源系统往往仅单一考虑电转气或多类型储能设备的配置方案。另外，在综合能源系统优化配置时，通常存在多目标优化求解的情况，在这样的过程中往往存在着不能快速收敛到全局最优解，使得优化效率有待提升的问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种综合能源系统多目标优化方法，包括：

获取电-气互联综合能源系统中可再生能源的装机容量数据和系统运行相关参数；

基于所述可再生能源的装机容量数据和系统运行相关参数，采用遗传算法对预先构建的包含电转气设备和多类储能设备的多目标优化配置模型进行求解，得到优化配置解集；

基于优化需求从所述优化配置解集中选取电-气互联综合能源系统的最优配置结果；

其中，所述多目标优化模型是在满足电-气互联综合能源系统可再生能源消纳最大的基础上以系统经济成本最小和CO₂排放量最少构建的。

优选的，所述包含电转气设备和多类储能设备的多目标优化配置模型的构建，包括：

基于多个约束条件构建包含电转气设备和多类储能设备的电-气互联综合能源系统模型，所述包含电转气设备和多类储能设备的电-气互联综合能源系统模型包括以下一种或多种电力系统模型、天然气系统模型、耦合设备模型和多类储能设备模型；

以所述包含电转气设备和多类储能设备的电-气互联综合能源系统模型的经济成本最小、可再生能源消纳最大和CO₂排放量最少为目标构建多目标优化配置函数；

基于所述包含电转气设备和多类储能设备的电-气互联综合能源系统模型和所述多目标优化配置函数构建包含电转气设备和多类储能设备的多目标优化配置模型。