CN110264088B - 一种园区综合能源分配方法及计算机装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种园区综合能源分配的计算机装置，包括：参数获取模块，用于获取待选设备的设备参数和园区历史数据；模型建立模块，用于根据设备参数建立园区综合能源系统的结构模型，同时建立待选设备的运行约束、园区综合能源系统的负荷平衡约束、调频约束和联络线约束；目标函数建立模块，用于根据结构模型建立以年综合费用最小为目标的目标函数；计算模块，用于根据园区历史数据、运行约束、负荷平衡约束、调频约束和联络线约束，对目标函数求解，得出园区综合能源系统的分配结果。本申请中园区综合能源系统参与整体配电网的调频工作，得出园区综合能源系统的分配结果，使得配电网的运行安全稳定可靠、能源利用效率高。本申请还公开了一种园区综合能源分配方法。

Description

一种园区综合能源分配方法及计算机装置
技术领域
本发明涉及电能分配领域，特别涉及一种园区综合能源分配方法及计算机装置。
背景技术
园区综合能源系统(Community Integrated Energy System,CIES)的储能特性，常用于进行电力经济调度，即削峰填谷，或降低分布式能源出力波动等作用。但是随着并入园区综合能源系统的配电网的可再生能源比重增大，由于可再生能源出力间歇性和波动性等特点，并网后可能导致系统频率出现波动的次数升高，为电力系统调频增加了难度，对配电网的电压、系统稳定和电网安全稳定运行造成了较大隐患。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种园区综合能源分配方法及计算机装置，以便向配电网提供快速灵活的调频支撑。其具体方案如下：
一种园区综合能源分配的计算机装置，包括：
参数获取模块，用于获取待选设备的设备参数；还用于获取园区历史数据；所述待选设备包括待选能源转换设备、能源传输设备和储能设备，所述设备参数包括所述待选设备的单位容量的初始投资成本、维护费用和/或能源转化效率，所述园区历史数据包括配电网调频信号、出清价格及园区功率数据；
模型建立模块，用于根据所述设备参数建立园区综合能源系统的结构模型，所述结构模型包括所述待选设备的结构模型和所述园区综合能源系统的调频模型，同时建立所述待选设备的运行约束、所述园区综合能源系统的负荷平衡约束、调频约束和联络线约束；
目标函数建立模块，用于根据所述结构模型建立以年综合费用最小为目标的目标函数；
计算模块，用于根据所述园区历史数据、所述运行约束、所述负荷平衡约束和所述调频约束，对所述目标函数求解，得出所述园区综合能源系统的分配结果。
优选的，所述计算模块，具体用于：
采用混合整数线性规划方法，根据所述园区历史数据、所述运行约束、所述负荷平衡约束和所述调频约束，对所述目标函数求解，得出所述园区综合能源系统的分配结果。
优选的，所述负荷平衡约束包括冷负荷平衡约束、热负荷平衡约束和电负荷平衡约束。
优选的，所述目标函数具体为：
minC＝CI+CM+CO-RREG；
其中C为所述年综合费用，CI为初始投资费用，CM为维护费用，CO为运行费用，RREG为调频收益。
优选的，所述调频模型具体为：
Figure GDA0003096828330000021
所述调频约束具体为：
Figure GDA0003096828330000022
其中，
Figure GDA0003096828330000023
为t时刻上报的调频容量，SREG,MAX为调频容量上限；
Figure GDA0003096828330000024
为τ时刻所述园区综合能源系统的调频功率，
Figure GDA0003096828330000025
为τ时刻调频信号的值，
Figure GDA0003096828330000026
和
Figure GDA0003096828330000027
分别为t时刻的下调频效率和上调频效率。
优选的，所述调频收益具体为：
RREG＝RCAP+RPERF；
Figure GDA0003096828330000028
Figure GDA0003096828330000029
其中，RCAP和RPERF分别为调频容量收益和调频性能收益，
Figure GDA0003096828330000031
为t时刻调频容量，ηt为t时刻调频性能系数，
Figure GDA0003096828330000032
为t时刻调频市场的容量出清电价，
Figure GDA0003096828330000033
为t时刻调频市场的性能出清电价，βt为t时的调频里程比。
优选的，分配结果具体包括：
所述待选设备的设备选型和对应的容量。
所述待选能源转换设备包括光伏发电设备和/或风机；
相应的，所述园区历史数据还包括光照强度和/或风速。
相应的，本发明还公开了一种园区综合能源分配方法，包括：
获取待选设备的设备参数和园区历史数据；所述待选设备包括待选能源转换设备、能源传输设备和储能设备，所述设备参数包括所述待选设备的单位容量的初始投资成本、维护费用和/或能源转化效率，所述园区历史数据包括配电网调频信号、出清价格及园区功率数据；
根据所述设备参数建立园区综合能源系统的结构模型，所述结构模型包括所述待选设备的结构模型和所述园区综合能源系统的调频模型，同时建立所述待选设备的运行约束、所述园区综合能源系统的负荷平衡约束、调频约束和联络线约束；
根据所述结构模型建立以年综合费用最小为目标的目标函数；
根据所述园区历史数据、所述运行约束、所述负荷平衡约束和所述调频约束，对所述目标函数求解，得出所述园区综合能源系统的分配结果。
本发明公开了一种园区综合能源分配的计算机装置，包括：参数获取模块，用于获取待选设备的设备参数；还用于获取园区历史数据；所述待选设备包括待选能源转换设备、能源传输设备和储能设备，所述设备参数包括所述待选设备的单位容量的初始投资成本、维护费用和/或能源转化效率，所述园区历史数据包括配电网调频信号、出清价格及园区功率数据；模型建立模块，用于根据所述设备参数建立园区综合能源系统的结构模型，所述结构模型包括所述待选设备的结构模型和所述园区综合能源系统的调频模型，同时建立所述待选设备的运行约束、所述园区综合能源系统的负荷平衡约束、调频约束和联络线约束；目标函数建立模块，用于根据所述结构模型建立以年综合费用最小为目标的目标函数；计算模块，用于根据所述园区历史数据、所述运行约束、所述负荷平衡约束和所述调频约束，对所述目标函数求解，得出所述园区综合能源系统的分配结果。本发明中园区综合能源系统参与整体配电网的调频工作，建立了待选设备的结构模型和园区综合能源系统的调频模型，设置运行约束、负荷平衡约束、调频约束和联络线约束，进而对目标函数求解，得出园区综合能源系统的分配结果，以此分配结果运行与园区综合能源系统相接的配电网，使得配电网的运行经济安全、稳定可靠、能源利用效率较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种园区综合能源分配的计算机装置的结构分布图；
图2为本发明实施例中综合能源系统园区年电负荷曲线；
图3为本发明实施例中综合能源系统园区年热负荷曲线；
图4为本发明实施例中综合能源系统园区年冷负荷曲线；
图5为本发明实施例中综合能源系统园区年光照强度曲线；
图6为本发明实施例中综合能源系统园区年风速曲线；
图7为本发明实施例中联络线的功率曲线；
图8为本发明实施例中一种园区综合能源分配的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种园区综合能源分配的计算机装置，参见图1所示，包括：
参数获取模块1，用于获取待选设备的设备参数；还用于获取园区历史数据；所述待选设备包括待选能源转换设备、能源传输设备和储能设备，所述设备参数包括所述待选设备的单位容量的初始投资成本、维护费用和/或能源转化效率，所述园区历史数据包括配电网调频信号、出清价格及园区功率数据；
模型建立模块2，用于根据所述设备参数建立园区综合能源系统的结构模型，所述结构模型包括所述待选设备的结构模型和所述园区综合能源系统的调频模型，同时建立所述待选设备的运行约束、所述园区综合能源系统的负荷平衡约束、调频约束和联络线约束；
目标函数建立模块3，用于根据所述结构模型建立以年综合费用最小为目标的目标函数；
计算模块4，用于根据所述园区历史数据、所述运行约束、所述负荷平衡约束和所述调频约束，对所述目标函数求解，得出所述园区综合能源系统的分配结果。
具体的，本实施例中参数获取模块1的获取对象，也即待选设备包括待选能源转换设备、能源传输设备和储能设备，其中能源转换设备包括光伏发电设备、风机以及其他涉及能源转换的设备，例如电锅炉、电制冷机组、CHP(combined heat and power，热电联产)机组、地源热泵，储能设备包括热储能系统和/或电储能系统，能源传输设备具体包括逆变器和/或输电线路。
相应的，所述园区历史数据还包括光照强度和/或风速。
具体的，本实施例中模型建立模块2建立的结构模型包括待选设备的结构模型和园区综合能源系统的调频模型，模型建立模块2同时建立了结构模型的约束条件，包括待选设备的运行约束、园区综合能源的负荷平衡约束、调频约束和联络线约束，负荷平衡约束具体包括冷负荷平衡约束、热负荷平衡约束和电负荷平衡约束，本实施例以小时为时刻单位，进行一年的能源分配预测，则上述内容的具体表达如下：
1)园区综合能源系统的调频模型具体为：
Figure GDA0003096828330000051
对应的调频约束具体为：
Figure GDA0003096828330000052
其中，
Figure GDA0003096828330000061
为t时刻上报的调频容量，SREG,MAX为调频容量上限；
Figure GDA0003096828330000062
为τ时刻所述园区综合能源系统的调频功率，
Figure GDA0003096828330000063
为τ时刻调频信号的值，
Figure GDA0003096828330000064
和
Figure GDA0003096828330000065
分别为t时刻的下调频效率和上调频效率。
2)光伏发电设备的结构模型及运行约束具体为：
Figure GDA0003096828330000066
其中It为t时刻的光照强度，IR为光伏发电设备的额定光照强度。
可以理解的是，光伏发电设备的输出取决于许多因素，包括光照强度、温度及其他因素，为了减少分配问题的复杂性，本实施例中仅考虑光伏输出与光照强度之间的关系，引入分段模型如上式；除此外，还可以选择更多影响因素纳入结构模型中，本实施例对此不作限制。
3)风机的结构模型及运行约束具体为：
Figure GDA0003096828330000067
其中，v为t时刻风速，vr为额定风速，vin为切入风速，vout为切出风速。
4)电锅炉的结构模型及运行约束具体为：
Figure GDA0003096828330000068
Figure GDA0003096828330000069
其中，
Figure GDA00030968283300000610
是电锅炉在t时刻输出的热量，
Figure GDA00030968283300000611
是电锅炉在t时刻的加热功率，ηEB是电锅炉的电-热转化效率，pEB和xEB分别为电锅炉的最小规划单元和最小规划单元的数量。
5)电制冷机组的结构模型及运行约束具体为：
Figure GDA00030968283300000612
Figure GDA00030968283300000613
其中，
Figure GDA00030968283300000614
是电制冷机组在t时刻输出的制冷效果，
Figure GDA00030968283300000615
是电制冷机组在t时刻的制冷功率，EAC是电制冷机组的能效比，电锅炉的电-热转化效率，pAC和xAC分别为电制冷机组的最小规划单元和最小规划单元的数量。
6)CHP机组的结构模型及运行约束具体为：
Figure GDA0003096828330000071
Figure GDA0003096828330000072
Figure GDA0003096828330000073
其中，
Figure GDA0003096828330000074
为t时刻CHP机组的热功率，
Figure GDA0003096828330000075
为t时刻CPH机组的电功率，
Figure GDA0003096828330000076
为CHP机组t时刻输入天然气量，q为单位天然气热值，ηH CHP和ηP CHP分别为气-热转化效率和气-电转化效率，pCHP和xCHP分别为CHP机组的最小规划单元和最小规划单元的数量。
7)地源热泵的结构模型及运行约束具体为：
Figure GDA0003096828330000077
Figure GDA0003096828330000078
Figure GDA0003096828330000079
其中，
Figure GDA00030968283300000710
为t时刻地源热泵的热功率，
Figure GDA00030968283300000711
为t时刻地源热泵的电功率，
Figure GDA00030968283300000712
为电制热能效比，
Figure GDA00030968283300000713
为t时刻地源热泵的冷功率，
Figure GDA00030968283300000714
为电制冷能效比，pHP和xHP分别为地源热泵的最小规划单元和最小规划单元的数量。
8)热储能系统的结构模型及运行约束具体为：
Figure GDA00030968283300000715
Figure GDA00030968283300000716
Figure GDA00030968283300000717
Figure GDA00030968283300000718
Figure GDA00030968283300000719
其中，
Figure GDA00030968283300000720
为t时刻热储能系统储存的热量，ηHS为热损失系数，
Figure GDA00030968283300000721
为t时刻热储能系统的储热功率，
Figure GDA00030968283300000722
为储热效率，
Figure GDA00030968283300000723
为储热功率上限，
Figure GDA00030968283300000724
为t时刻储能系统的放热功率，
Figure GDA00030968283300000725
为放热效率，
Figure GDA00030968283300000726
为放热效率上限，Δt为时间间隔。
9)电储能系统的结构模型及运行约束具体为：
Figure GDA00030968283300000727
Figure GDA00030968283300000728
Figure GDA00030968283300000729
SOCmin≤SOCt≤SOCmax；
Figure GDA00030968283300000730
Figure GDA0003096828330000081
Figure GDA0003096828330000082
其中，
Figure GDA0003096828330000083
为t时刻电储能系统储存的电能，ηES为电储能损失系数，
Figure GDA0003096828330000084
为t时刻电储能系统的充电功率，
Figure GDA0003096828330000085
为充电效率，
Figure GDA0003096828330000086
为t时刻电储能系统的放电功率，
Figure GDA0003096828330000087
为放电效率，
Figure GDA0003096828330000088
为t时刻下调频效率，
Figure GDA0003096828330000089
为t时刻上调频效率，
Figure GDA00030968283300000810
为t时刻上报调频容量，
Figure GDA00030968283300000811
为充电功率上限，
Figure GDA00030968283300000812
为放电功率上限，
Figure GDA00030968283300000813
和
Figure GDA00030968283300000814
分别为充/放电标志位。
10)逆变器的结构模型及运行约束具体为：
Figure GDA00030968283300000815
Figure GDA00030968283300000816
其中，
Figure GDA00030968283300000817
为t时刻逆变器的输出功率，
Figure GDA00030968283300000818
为t时刻逆变器的输入功率，
Figure GDA00030968283300000819
为t时刻上报的调频容量，pCON和xCON分别为逆变器的最小规划单元和最小规划单元的数量。
11)园区综合能源的联络线约束具体为：
Figure GDA00030968283300000820
其中，
Figure GDA00030968283300000821
为t时刻内联络线恒定的经济运行功率，当园区综合能源在t时刻参与电网调频时，由于调频信号变化频率很快，一般2s调整一次，确定联络线功率
Figure GDA00030968283300000822
在(t，t+1)内不再保持不变。
12)园区综合能源的冷负荷平衡约束具体为：
Figure GDA00030968283300000823
13)园区综合能源的热负荷平衡约束具体为：
Figure GDA00030968283300000824
14)园区综合能源的电负荷平衡约束具体为：
Figure GDA00030968283300000825
假设第t时刻内待选设备的处理不变，则对第t小时内的τ时刻，存在：
Figure GDA00030968283300000826
其中，
Figure GDA00030968283300000827
和
Figure GDA00030968283300000828
分别为园区综合能源总的冷负荷、热负荷和电负荷。
进而，本实施例中通过目标函数建立模块3构建以年综合费用最小为目的的目标函数：
所述目标函数具体为minC＝CI+CM+CO-RREG；
其中C为所述年综合费用，CI为初始投资费用，CM为维护费用，CO为运行费用，RREG为调频收益。
进一步的，初始投资费用具体为
Figure GDA0003096828330000091
其中y为待选设备的使用寿命，r为折现率，
Figure GDA0003096828330000092
是待选设备i的单位投资成本，pi是待选设备i的最小规划单元，xi是待选设备i对应最小规划单元的数量，fac是包括所有待选设备的待选设备集。
类似的，维护费用具体为
Figure GDA0003096828330000093
类似的，运行费用具体为CO＝CE+CF+CT；
Figure GDA0003096828330000094
Figure GDA0003096828330000095
Figure GDA0003096828330000096
其中，CE、CF、CT分别为系统的购电费用、购气费用和峰谷差费用；
Figure GDA0003096828330000097
为τ时刻联络线功率，
Figure GDA0003096828330000098
为t时刻的电价；
Figure GDA0003096828330000099
为t时刻CHP机组输入天然气量，q是天然气热值，cF为天然气价格，
Figure GDA00030968283300000910
是第d天联络线功率最大值，
Figure GDA00030968283300000911
是第d天联络线功率最小值。
具体的，所述调频收益具体为RREG＝RCAP+RPERF；
Figure GDA00030968283300000912
Figure GDA00030968283300000913
其中，RCAP和RPERF分别为调频容量收益和调频性能收益，
Figure GDA00030968283300000914
为t时刻调频容量，ηt为t时刻调频性能系数，
Figure GDA00030968283300000915
为t时刻调频市场的容量出清电价，
Figure GDA00030968283300000916
为t时刻调频市场的性能出清电价，βt为t时的调频里程比。
其中，所述计算模块4，具体用于采用混合整数线性规划方法，根据所述园区历史数据、所述运行约束、所述负荷平衡约束和所述调频约束，对所述目标函数求解，得出所述园区综合能源系统的分配结果。
进一步的，分配结果具体包括所述待选设备的设备选型和对应的容量，还可以包括系统年综合费用、电/气年消耗量。
本发明中园区综合能源系统参与整体配电网的调频工作，建立了待选设备的结构模型和园区综合能源系统的调频模型，设置运行约束、负荷平衡约束、调频约束和联络线约束，进而对目标函数求解，得出园区综合能源系统的分配结果，以此分配结果运行与园区综合能源系统相接的配电网，使得配电网的运行经济安全、稳定可靠、能源利用效率较高。
本发明实施例公开了一种具体的园区综合能源分配的计算及装置，相对于上一实施例，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。具体的：
本发明实施例选取某综合能源系统园区为对象，首先通过参数获取模块1获取综合能源系统内待选设备种类，其设备参数包括各个设备单位容量的初始投资成本、维护费用及转化效率、电价与天然气价格参数如下文中表1所示，以及各项园区历史数据，包括如图2至6中分别所示年电负荷曲线、年热负荷曲线、年冷负荷曲线、年光照强度曲线、年风速曲线可得到的相关园区功率数据等；
表1系统设备参数和其他参数
Figure GDA0003096828330000101
Figure GDA0003096828330000111
模型建立模块2建立园区综合能源系统的结构模型，目标函数建立模块3建立目标函数，计算模块4在Matlab软件调用OPTI工具箱中的混合整数线性规划求解方法，得到综合能源系统设备选型和对应的容量方案、年综合成本以及电/气消耗总量。
本发明实施例计算机装置考虑参与配电网调频服务的园区综合能源分配方法，待选设备包括电锅炉、电制冷机组、CHP机组、地源热泵、热储能系统、电储能系统、光伏发电设备和风机，选取以下三种场景进行对比分析。
场景一：电储能系统仅参与经济运行，不参与调频市场；
场景二：电储能系统仅向电网提供调频服务，不参与综合能源站运行；
场景三：电储能系统同时参与经济运行与提供调频服务。
执行本实施例计算的计算机装置，其硬件环境可选为Intel(R)Xeon(R)CPU E5-16030，主频为2.8GHz，内存为12GB；软件环境可选为Windows 10操作系统。
则得到综合能源系统设备选型及容量确定方案如表2所示。场景一中电储系统能仅参与经济运行，不参与调频市场。对比场景一和场景三，由于场景三中电储能系统同时参与综合能源系统经济运行与提供调频服务，电储能系统与母线的交换功率较场景一中更大，因此逆变器的规划容量由4000kW增加到5500kW，但是每个时间段内调频服务对应的充、放电量平衡，所以电储能系统的规划容量只减少200kW。对比场景一和场景二，由于场景二中电储能系统仅向电网提供调频服务，不参与综合能源系统运行，规划结果表示电储能系统未被采用，同时由于风机出力的波动性较大，需要与电储能系统配合运行，导致风机容量由4800kW降低为0。
表2不同场景规划出设备容量情况
场景一 场景二 场景三
电锅炉容量(kW) 4000 4200 3900
电制冷容量(kW) 2300 2600 2300
CHP机组容量(kW) 100 5100 100
地源热泵容量(kW) 700 500 700
逆变器容量(kW) 4000 0 5500
电储能容量(kW) 11500 0 11300
热储能容量(kW) 5700 6000 5900
光伏容量(kW) 2400 4600 2400
风机容量(kW) 4800 0 4800
三种规划方案对应的年综合费用及电/气年消耗量如表3所示。对比场景一和场景三，场景三的年综合费用降低了603.01万元，而调频收益为534.38万元，说明电储能参与调频可以有效降低综合能源站的年综合费用；对比场景一和场景二，由于场景二规划方案未采用电储能，因此其运行费用、购电量和购气量较场景一分别增加784.84万元、383.35万kWh和162.79万m3。
表3不同场景规划出年的综合费用及电/气年消耗量
场景一 场景二 场景三
年综合费用(万元/年) 1444.26 2046.20 841.25
设备投资成本(万元/年) 685.82 517.79 685.67
设备维护费用(万元/年) 114.93 100.05 115.42
系统运行费用(万元/年) 643.51 1428.35 574.54
调频收益(万元/年) -- 0 534.38
电网购电量(万kWh/年) 817.93 1201.28 804.53
购气量(万m<sup>3</sup>/年) 2.44 165.23 2.41
参见图7所示，为场景三的典型设备出力曲线，由于综合能源系统参与电网调频，根据调频信号和调频容量可以得到1小时内联络线的功率曲线，而光伏功率、风机功率、地源热泵电功率和电负荷保持不变。
本发明实施例中计算机装置考虑参与配电网调频服务的园区综合能源系统分配方法，可根据系统可选设备和输入能源种类，提供不同场景下最优的设备选型和容量规划。算例分析表明，电储能系统参与调频市场可有效降低综合能源系统的年综合费用。
相应的，本发明实施例还公开了一种园区综合能源分配方法，参见图8所示，包括：
S1：获取待选设备的设备参数和园区历史数据；所述待选设备包括待选能源转换设备和储能设备，所述设备参数包括所述待选设备的单位容量的初始投资成本、维护费用和/或能源转化效率，所述园区历史数据包括配电网调频信号、出清价格及园区功率数据；
S2：根据所述设备参数建立园区综合能源系统的结构模型，所述结构模型包括所述待选设备的结构模型和所述园区综合能源系统的调频模型，同时建立所述待选设备的运行约束、所述园区综合能源系统的负荷平衡约束、调频约束和联络线约束；
S3：根据所述结构模型建立以年综合费用最小为目标的目标函数；
S4：根据所述园区历史数据、所述运行约束、所述负荷平衡约束和所述调频约束，对所述目标函数求解，得出所述园区综合能源系统的分配结果。
本发明实施例中园区综合能源系统参与整体配电网的调频工作，建立了待选设备的结构模型和园区综合能源系统的调频模型，设置运行约束、负荷平衡约束、调频约束和联络线约束，进而对目标函数求解，得出园区综合能源系统的分配结果，以此分配结果运行与园区综合能源系统相接的配电网，使得配电网的运行经济安全、稳定可靠、能源利用效率较高。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种园区综合能源分配方法及计算机装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种园区综合能源分配的计算机装置，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取待选设备的设备参数；还用于获取园区历史数据；所述待选设备包括待选能源转换设备、能源传输设备和储能设备，所述设备参数包括所述待选设备的单位容量的初始投资成本、维护费用和/或能源转化效率，所述园区历史数据包括配电网调频信号、出清价格及园区功率数据；
模型建立模块，用于根据所述设备参数建立园区综合能源系统的结构模型，所述结构模型包括所述待选设备的结构模型和所述园区综合能源系统的调频模型，同时建立所述待选设备的运行约束、所述园区综合能源系统的负荷平衡约束、调频约束和联络线约束；
所述调频模型为：
Figure FDA0003096828320000011
所述调频约束具体为：
Figure FDA0003096828320000012
其中，
Figure FDA0003096828320000013
为t时刻上报的调频容量，SREG,MAX为调频容量上限；
Figure FDA0003096828320000014
为τ时刻所述园区综合能源系统的调频功率，
Figure FDA0003096828320000015
为τ时刻调频信号的值，
Figure FDA0003096828320000016
和
Figure FDA0003096828320000017
分别为t时刻的下调频效率和上调频效率；
所述联络线约束为：
Pτ GRID＝Pt GRID+Pτ REG；其中，Pτ GRID为τ时刻联络线功率，Pt GRID为t时刻内联络线恒定的经济运行功率；
目标函数建立模块，用于根据所述结构模型建立以年综合费用最小为目标的目标函数；
计算模块，用于根据所述园区历史数据、所述运行约束、所述负荷平衡约束和所述调频约束，对所述目标函数求解，得出所述园区综合能源系统的分配结果。
2.根据权利要求1所述园区综合能源分配的计算机装置，其特征在于，所述计算模块，具体用于：
采用混合整数线性规划方法，根据所述园区历史数据、所述运行约束、所述负荷平衡约束和所述调频约束，对所述目标函数求解，得出所述园区综合能源系统的分配结果。
3.根据权利要求2所述园区综合能源分配的计算机装置，其特征在于，所述负荷平衡约束包括冷负荷平衡约束、热负荷平衡约束和电负荷平衡约束。
4.根据权利要求3所述园区综合能源分配的计算机装置，其特征在于，所述目标函数具体为：
minC＝CI+CM+CO-RREG；
其中C为所述年综合费用，CI为初始投资费用，CM为维护费用，CO为运行费用，RREG为调频收益。
5.根据权利要求4所述园区综合能源分配的计算机装置，其特征在于，所述调频收益具体为：
RREG＝RCAP+RPERF；
Figure FDA0003096828320000021
Figure FDA0003096828320000022
其中，RCAP和RPERF分别为调频容量收益和调频性能收益，
Figure FDA0003096828320000023
为t时刻调频容量，ηt为t时刻调频性能系数，
Figure FDA0003096828320000024
为t时刻调频市场的容量出清电价，
Figure FDA0003096828320000025
为t时刻调频市场的性能出清电价，βt为t时的调频里程比。
6.根据权利要求1至5任一项所述园区综合能源分配的计算机装置，其特征在于，分配结果具体包括：
所述待选设备的设备选型和对应的容量。
7.根据权利要求6所述园区综合能源分配的计算机装置，其特征在于，
所述待选能源转换设备包括光伏发电设备和/或风机；
相应的，所述园区历史数据还包括光照强度和/或风速。
8.一种园区综合能源分配方法，其特征在于，包括：
获取待选设备的设备参数和园区历史数据；所述待选设备包括待选能源转换设备、能源传输设备和储能设备，所述设备参数包括所述待选设备的单位容量的初始投资成本、维护费用和/或能源转化效率，所述园区历史数据包括配电网调频信号、出清价格及园区功率数据；
根据所述设备参数建立园区综合能源系统的结构模型，所述结构模型包括所述待选设备的结构模型和所述园区综合能源系统的调频模型，同时建立所述待选设备的运行约束、所述园区综合能源系统的负荷平衡约束、调频约束和联络线约束；
所述调频模型为：
Figure FDA0003096828320000031
所述调频约束具体为：
Figure FDA0003096828320000032
其中，
Figure FDA0003096828320000033
为t时刻上报的调频容量，SREG,MAX为调频容量上限；
Figure FDA0003096828320000034
为τ时刻所述园区综合能源系统的调频功率，
Figure FDA0003096828320000035
为τ时刻调频信号的值，
Figure FDA0003096828320000036
和
Figure FDA0003096828320000037
分别为t时刻的下调频效率和上调频效率；
所述联络线约束为：
Pτ GRID＝Pt GRID+Pτ REG；其中，Pτ GRID为τ时刻联络线功率，Pt GRID为t时刻内联络线恒定的经济运行功率；
根据所述结构模型建立以年综合费用最小为目标的目标函数；
根据所述园区历史数据、所述运行约束、所述负荷平衡约束和所述调频约束，对所述目标函数求解，得出所述园区综合能源系统的分配结果。
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