基于混合儲能的多綜合能源運行優化方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及電力系統技術領域，尤其涉及基于混合儲能的多綜合能源(IES)運行優化方法及裝置，方法包括：采集綜合能源系統中多個目標設備的基礎參數，構建各目標設備對應的設備模型，其中，目標設備包括電轉氣設備(P2G)、熱電聯產機組設備(CHP機組)、燃氣鍋爐設備和燃料電池設備；基于各目標設備的設備模型，構建以經濟成本和污染氣體排放量最小為目標的綜合能源優化調度模型；根據綜合能源優化調度模型創建對應各目標設備的約束條件；基于約束條件，通過粒子群算法對綜合能源優化調度模型進行求解。本申請綜合了多個目標設備，構建了綜合能源優化調度模型，該模型能夠提高能源循環利用率，加強系統間的協調運行能力，降低系統經濟成本。經濟成本。經濟成本。

【技術實現步驟摘要】
基于混合儲能的多綜合能源運行優化方法及裝置


[0001]本專利技術涉及電力系統
，尤其涉及基于混合儲能的多綜合能源運行優化方法及裝置。

技術介紹

[0002]人類賴以生存的物質條件基礎是能源，但隨著社會技術生產的進步，環境問題逐年增長突出的同時還伴隨者化石燃油等不可能再生資源的相關問題，因此，可持續再生能源的重要性顯得尤為突出。我國傳統的能源系統之所以不能實現能源之間的優勢和互補或替代的原因是由于我國的傳統能源的能源系統之間的協調運行能力較弱、能源循環利用率不高和整體能源系統的系統穩定性弱等相關問題所造成。因此，綜合能源系統是我國實現能源系統轉型的必然要求，以此來實現對可持續能源的高效循環利用以及綠色高效的耗能需求。

技術實現思路

[0003]本專利技術實施例提供一種基于混合儲能的多綜合能源運行優化方法，旨在提高能源系統中能量循環利用率，增強系統間協調運行能力的同時，降低系統經濟成本。
[0004]第一方面，本專利技術實施例提供基于混合儲能的多綜合能源運行優化方法，包括以下步驟：
[0005]采集綜合能源系統中多個目標設備的基礎參數，構建各所述目標設備對應的設備模型，其中，所述目標設備包括電轉氣設備、熱電聯產機組設備、燃氣鍋爐設備和燃料電池設備；
[0006]基于各所述目標設備的設備模型，構建以經濟成本和污染氣體排放量最小為目標的綜合能源優化調度模型；
[0007]根據所述綜合能源優化調度模型創建對應各所述目標設備的約束條件；
[0008]基于所述約束條件，通過粒子群算法對所述綜合能源優化調度模型進行求解。
[0009]第二方面，本專利技術實施例提供一種基于混合儲能的多綜合能源運行優化裝置，包括：
[0010]設備建模模塊，用于采集綜合能源系統中多個目標設備的基礎參數，構建各所述目標設備對應的設備模型，其中，所述目標設備包括電轉氣設備、熱電聯產機組設備、燃氣鍋爐設備和燃料電池設備；
[0011]優化模型創建模塊，用于基于各所述目標設備的設備模型，構建以經濟成本和污染氣體排放量最小為目標的綜合能源優化調度模型；
[0012]條件約束模塊，用于根據所述綜合能源優化調度模型創建對應各所述目標設備的約束條件；
[0013]計算模塊，用于基于所述約束條件，通過粒子群算法對所述綜合能源優化調度模型進行求解。
[0014]第三方面，本專利技術實施例提供一種電子設備，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現本專利技術實施例提供的基于混合儲能的多綜合能源運行優化方法中的步驟。
[0015]在本專利技術實施例中，通過采集綜合能源系統中多個目標設備的基礎參數，構建各目標設備對應的設備模型，其中，目標設備包括電轉氣設備、熱電聯產機組設備、燃氣鍋爐設備和燃料電池設備；基于各目標設備的設備模型，構建以經濟成本和污染氣體排放量最小為目標的綜合能源優化調度模型；根據綜合能源優化調度模型創建對應各目標設備的約束條件；基于約束條件，通過粒子群算法對綜合能源優化調度模型進行求解。可見，本申請提供的綜合能源優化調度模型包括了各種儲能設備，且構建以經濟成本和污染氣體排放量最小為目標的綜合能源優化調度模型中，考慮了天然氣系統，并基于綜合能源優化調度模型對各種儲能設備進行條件約束，最后通過粒子群算法求解綜合能源優化調度模型。能夠彌補我國傳統能源系統能源循環利用率低及系統間協調運行能力弱的不足，且通過優化后的綜合能源系統能夠提高能量利用率，降低系統經濟成本。
附圖說明
[0016]為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本專利技術實施例提供的基于混合儲能的多綜合能源運行優化方法的流程圖；
[0018]圖2是本專利技術實施例提供的綜合能源系統的整體能量流動結構圖；
[0019]圖3是本專利技術實施例提供的圖1中步驟S101的流程圖；
[0020]圖4是本專利技術實施例提供的圖1中步驟S103的流程圖；
[0021]圖5是本專利技術實施例提供的圖1中步驟S104的流程圖；
[0022]圖6是本專利技術實施例提供的基于混合儲能的多綜合能源運行優化裝置的結構示意圖；
[0023]圖7是本專利技術實施例提供的一種電子設備的結構示意圖。
具體實施方式
[0024]下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0025]如圖1所示，圖1是本專利技術實施例提供的基于混合儲能的多綜合能源運行優化方法的流程圖，包括以下步驟：
[0026]S101、采集綜合能源系統中多個目標設備的基礎參數，構建各目標設備對應的設備模型，其中，目標設備包括電轉氣設備、熱電聯產機組設備、燃氣鍋爐設備和燃料電池設備。
[0027]本實施例提供的基于混合儲能的多綜合能源運行優化方法運行于其上的電子設
備可以通過有線連接方式或者無線連接方式與其他電子設備連接用于數據傳輸等。其中，無線連接方式可以包括但不限于3G/4G連接、WiFi (Wireless
?
FideliT2y)連接、藍牙連接、WiMAX(WorldwideInT2eroperabiliT2y for Microwave Access)連接、Zigbee(低功耗局域網協議，又稱紫峰協議)連接、UWB(UlT2ra Wideband)連接、以及其他現在已知或將來開發的無線連接方式。
[0028]在本實施例中，綜合能源系統內部包括有多種設備，可以基于綜合能源系統內部的各個設備的能量流動關系，構建綜合能源系統的整體能量流動結構圖。如圖2所示，綜合能源系統的輸入側連通配電網及氣網，氣網包括天然氣系統，電網包括電力系統。綜合能源系統內部分別包括電能、氣能以及熱能裝置，電能裝置可以包括儲能電池、電轉氣設備(P2G)；氣能裝置可以包括燃料電池設備、熱電聯產機組設備(CHP機組)；熱能裝置可以包括燃氣鍋爐以及儲熱裝置，且在系統的輸出側分別輸出電負荷和熱負荷。其中，儲能電池燃料電池可以轉換為電能產生電負荷，電轉氣設備可以實現電氣轉換，CHP機組以及燃氣鍋爐可以實現氣熱轉換產生熱負荷。
[0029]上述的基礎參數可以是指構建模型所需要獲取的部分數據。在綜合能源系統中，可以將所需建模的設備作為目標設備，通過獲取各個目標設備的基礎參數可以進行設備建模，以得到每個目標設備對應的數學模型，其中，可以包括但不限于分別構建電轉氣設備、熱電聯產機組設備、燃氣鍋爐設備和燃料電池設備的數學模型。<本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.基于混合儲能的多綜合能源運行優化方法，其特征在于，包括以下步驟：采集綜合能源系統中多個目標設備的基礎參數，構建各所述目標設備對應的設備模型，其中，所述目標設備包括電轉氣設備、熱電聯產機組設備、燃氣鍋爐設備和燃料電池設備；基于各所述目標設備的設備模型，構建以經濟成本和污染氣體排放量最小為目標的綜合能源優化調度模型；根據所述綜合能源優化調度模型創建對應各所述目標設備的約束條件；基于所述約束條件，通過粒子群算法對所述綜合能源優化調度模型進行求解。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集綜合能源系統中多個目標設備的基礎參數，構建各所述目標設備對應的設備模型，包括：獲取所述電轉氣設備的電轉氣基礎參數，構建所述電轉氣模型，所述電轉氣模型包括電轉熱模型和甲烷化模型；所述電轉熱模型為：所述電轉熱模型為：式中，為k時段用來電解所耗費的電功率；為k時段在電解過程中所耗費的產氫功率；為k時段在甲烷化裝置中消耗氫氣的功率；為k時刻在甲烷化裝置中產生氫氣的功率；μ
EL
為甲烷化過程的轉化系數；μ
2G
為電轉熱的轉化系數；所述甲烷化模型為：所述甲烷化模型為：式中，為k時段重新產出的二氧化碳進入設備的氣體量；為k時段封存入所述電轉氣設備的氣體量；L
ME
為甲烷熱值；為產生二氧化碳的電功率；為k時段產生的總氣體量；為k時段在甲烷化裝置轉化過程中所耗電功率；獲取所述熱電聯產機組設備的熱電聯產基礎參數，構建熱電聯產機組模型；P
HS，i，k
＝P
CHP，i，k
+K
v，i
H
CHP，i，k
式中，P
HS，i，k
為k時段換算之后的電功率；P
CHP，i，k
為k時段的所述熱電聯產機組設備的發熱功率；K
v，i
為蒸汽式熱電機組設備的熱電功率之比；H
CHP，i，k
為k時段的所述熱電聯產機組設備的發電功率；獲取所述燃氣鍋爐設備的鍋爐基礎參數，構建燃氣鍋爐模型；
式中，F
GB，k
為k時刻所述燃氣鍋爐設備所消耗的燃氣耗量；Q
GB，k
為k時刻所述燃氣鍋爐設備的傳熱功率；μ
GB，k
為k時刻所述燃氣鍋爐設備的熱功率系數；獲取所述燃料電池設備的電池基礎參數，構建燃料電池模型；P
FC，k
＝V
FC，ME，k
L
ME
μ
FC
式中，P
FC，k
為k時段所述燃料電池設備所產生的熱功率；V
FC，ME，k
為k時段所述燃料電池設備運作所需要耗費的天然氣量；μ
FC
為所述燃料電池設備的發電系數；L
ME
為甲烷熱值。3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述綜合能源系統中包括通過各所述目標設備構成的電力系統和天然氣系統，所述構建以經濟成本和污染氣體排放量最小為目標的綜合能源優化調度模型，包括：所述綜合能源優化調度模型包括經濟成本模型以及污染氣體排放量模型，其中：構建所述經濟成本模型：P
NG
(k)＝μ
eg
P
P2G
(k)式中，minE
cos k
為最小經濟成本；H
ep
(k)為k時段的峰谷電價；H
gp
(k)為k時段的天然氣的標價；為k時段的二氧化碳價格；P
e
(k)為k時段的購電量；P
g
(k)為k時段的購氣量；P
nloss
(k)為k時段的網絡損耗；b為將二氧化碳轉化為天然氣的轉化系數；K為調度周期；μ
eg
為所述電轉氣設備的運行成本系數；P
P2G
(k)為k時段的所述電轉氣設備的輸出功率；P
NG
(k)為k時段的運行費用；構建所述污染氣體排放量模型：式中：minV
mission
為最小污染氣體排放量；i為在向電網購買電力過程中所產生的污染氣體種類的個數；γ
e，i，k
代表k時段從電網購電產生的第i中污染氣體的污染系數；γ
g，j，k
代表k時刻燃燒天然氣的過程中第j個新能源的排放系數；N代表在整個系統運行過程中產生污染氣體的種類；n代表能量中心的數量。4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據所述綜合能源優化調度模型創建對應各所述目標設備的約束條件，包括：創建系統運行時所述綜合能源系統中所述電力系統的約束條件；創建系統運行時所述綜合能源系統中所述天然氣系統的約束條件；創建系統運行時的耦合環節中儲能裝置約束條件和能量中心輸入輸出約束條件。5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述創建系統運行時所述綜合能源系統中所述電力系統的約束條件，包括：創建系統運行時所述電力系統的運行電壓約束和功率約束；其中，所述運行電壓約束為：
所述功率約束為：式中，為用標幺值表示的節點電壓的最大值；則為用標幺值表示的節點電壓的最...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱向超，張丹，鄧柏智，魏小林，朱日玲，
申請(專利權)人：湖南湘能訊杰科技發展有限公司，
類型：發明
國別省市：