[发明专利]四站融合的综合能源系统协调控制方法及协调控制系统

说明书

本发明公开了一种四站融合的综合能源系统协调控制方法及协调控制系统，四站融合的综合能源系统包括四个子站，四个子站分别为变电站、新能源站、储能站和数据中心站；预测新能源站的发电功率和预测融合站的负荷功率‑设定融合站中各子站的数学模型及根据预测值设定运行约束条件‑建立协调控制模型‑采用粒子群算法对协调控制模型求解以四站融合系统日运行总成本最小为目标函数，针对融合站中存在新能源站弃光现象，引入弃光惩罚成本来降低弃光量实现新能源充分消纳，建立融合站的安全性和可靠性约束；在保证多站融合系统经济运行的同时充分保障各个子站运行的安全性、可靠性和环保性，具有一定的实际应用价值。

技术领域

本发明属于综合能源系统协调控制技术领域，具体涉及一种四站融合的综合能源系统协调控制方法及协调控制系统。

背景技术

世界能源消费总量不断增长，能源已成为国家和区域的战略资源，能源技术革命已成为必然趋势。这次革命中，可再生能源成为关键，将对化石能源体系产生重大变革，可再生能源和信息通信技术“强强联合”，共同孕育一种新的能源体系，即以“新能源+互联网”为代表的第三次工业革命。在能源变革的大背景下，我国能源相关行业从上到下积极创新，大力推进“互联网+能源”战略，深化数字经济在能源领域中的应用，促进能源的高效、合理利用发展。我国高度注重能源行业发展，着重推广绿色低碳能源。

随着电力物联网的发展，传统通信技术与计算平台已经无法逐渐适应庞大的数据传输与计算规模，5G通信技术与边缘计算将成为支撑电力物联网建设的中坚力量。“多站融合”作为电力物联网实施落地的重要应用之一，将变电站、边缘数据中心站、充电站、储能站等资源进行汇聚，优化城市资源配置，提升数据感知、分析运算效率，进行负荷就地消纳。

目前“多站融合”模式的提出为边缘数据中心的运营也提出了新的方向，对多站融合一体化的协调控制运行研究相对较少，同时在现有的研究基础上较少有针对性的考虑运行的安全性和可靠性。

发明内容

本发明提出了一种四站融合的综合能源系统协调控制方法及协调控制系统，在满足经济性的条件下，消纳更多可再生能源发电，降低污染气体的排放量，减小对环境的污染，保证实现各个子站经济、安全、可靠及环保运行。

为实现上述目的，本发明提供一种四站融合的综合能源系统协调控制方法，四站融合的综合能源系统包括四个子站，四个子站分别为变电站、新能源站、储能站和数据中心站，协调控制方法包括如下步骤：

S1)预测新能源站的发电功率和预测融合站的负荷功率(即消耗的电、热、冷功率)；

S2)设定融合站中各子站的数学模型及根据步骤S1)中的预测值设定运行约束条件；

数学模型包括变电站数学模型、新能源站数学模型、储能站数学模型以及数据中心站数学模型；

S3)建立协调控制模型，根据步骤S2)中的数学模型，以及以融合站的购电成本、融合站中的运行维护成本、供电可靠性成本以及污染气体排放成本之和建立协调控制模型的目标函数；

S4)对协调控制模型求解。

进一步地，所述步骤S2)中：

变电站数学模型

P_SL＝P_zl+P_gl+P_al+P_ml (1)

式中，P_SL为变电站总负荷大小；P_zl为制冷负荷大小；P_gl为照明负荷大小；P_al为安防负荷大小；P_ml为制热负荷大小；

(a)制冷负荷数学模型

变电站中的冷负荷由电制冷机和吸收式制冷机提供，数学模型分别如式(2)和式(3)所示：