一种考虑配电网规划的区域能源系统优化方法

摘要

本申请属于分布式能源优化运行技术领域，具体公开了一种考虑配电网规划的区域能源系统优化方法，该方法包括获取在考虑下行最优功率解约束下对以规划总成本最小为目标的第一目标函进行最优解计算得到的最优网架结构；基于所述最优网架结构获取在至少包括各种能量贡献平衡约束下对以区域能源系统内能源利用效率和新能源消纳率最大为目标的第二目标函数进行优化得到的最优功率解，并将所述最优功率解传递至所述第一目标函数中参与规划求解。本申请通过在配电网规划中考虑RIES的优化运行，将配电网规划和RIES优化运行进行交互优化，从而有效解决了优化过程中产生预测误差，且预测误差随着时间尺度的增加而增大的问题。

说明书

技术领域

本申请属于分布式能源优化运行技术领域，具体涉及一种考虑配电网规划的区域能源系统优化方法。

背景技术

当前优化调度方法大多为开环优化调度方法，即于某一时间断面或多时间段进行优化调度控制，仍属于静态优化。而净负荷预测难免存在一定的误差，且预测误差随着时间尺度的增加而增大。

发明内容

本申请提供了一种考虑配电网规划的区域能源系统优化方法，用于解决现有区域能源系统优化调度方法存在一定的误差，且预测误差随着时间尺度的增加而增大的问题。

本申请提供的一种考虑配电网规划的区域能源系统优化方法，包括获取在考虑下行最优功率解约束下对以规划总成本最小为目标的第一目标函进行最优解计算得到的最优网架结构；基于所述最优网架结构获取在至少包括各种能量贡献平衡约束下对以区域能源系统内能源利用效率和新能源消纳率最大为目标的第二目标函数进行优化得到的最优功率解，并将所述最优功率解传递至所述第一目标函数中参与规划求解。

本申请相比于现有技术的有益效果为：本申请通过在配电网规划中考虑RIES的优化运行，将配电网规划和RIES优化运行进行交互优化，从而有效解决了优化过程中产生预测误差，且预测误差随着时间尺度的增加而增大的问题。

附图说明

图1示出了本申请提供的考虑配电网规划的区域能源系统优化方法的一实施例的流程图。

图2示出了图1所示示例中步骤S101的一实施例的流程图。

图3示出了图1所示示例中步骤S102的一实施例的流程图。

具体实施方式

本申请发明人经研究发现：区域性综合能源系统，是位于能源的负荷侧，通过能源转换装置和信息通讯装置集合电、气、热及交通等不同网络，以满足用户的多种用能需求，并可促进新能源就地消纳的综合能源系统。其中，区域性综合能源系统的优化目前的做法都是内部优化，而区域性综合能源系统是会考虑上层激励因素来指定优化策略的，因此如果将区域性综合能源系统的内部优化与上层电网规划进行交互优化，则可以进一步实现从能源从上到下，从外到内的系统优化。

技术术语解释：

RIES，英文全称Regional Integrated Energy System，中文翻译为：区域性综合能源系统，本申请文中，也简称区域能源系统。

请参见图1，示出了一种考虑配电网规划的区域能源系统优化方法的一实施例的流程图。

如图1所示，该考虑配电网规划的区域能源系统优化方法，包括以下步骤：

S101，获取在配电网和天然气管道安全运行约束下对以规划总成本最小为目标的第一目标函进行最优解计算得到的最优网架结构和最优分时电价；

S102，基于所述最优网架结构获取在至少包括各种能量贡献平衡约束下对以区域能源系统内能源利用效率和新能源消纳率最大为目标的第二目标函数进行优化得到的最优功率解，并将所述最优功率解传递至所述第一目标函数中参与规划求解。

本实施例提供的方法，通过考虑配电网规划建立以规划总成本最小为目标函数来获取最优网架结构和最优分时电价作为激励，来对配电网下的各区域性综合能源系统的运行进行优化，来获取最优功率解，实现了利用该最优功率解来优化区域性综合能源系统以及将该最优功率解传递至配电网中进行嵌套优化的效果。

在一示例性实施方式中，具体的，见图2，上述步骤S101可以包括以下步骤：

S201,获取以规划总成本最小为目标的第一目标函数，上述第一目标函数包括：

minf

其中，f

其中，上述C

上述约束中，N

其中，上述年网损成本，包括：

上述约束中，c

其中，上述年维护成本和年故障成本，包括：

C

上述约束中，λ

其中，上述配电网的年购电成本，包括：

上述约束中，c

其中，上述促进配电网内新能源发电后减少的年环保成本，包括：

上述约束中，N

S202,获取所述第一目标函数的第一约束，所述第一约束包括配电网和天然气管道安全运行约束。

其中，该配电网和天然气管道安全运行约束，可以具体包括规划后的所有节点功率平衡约束、节点电压限制约束和支路容量限制约束。

具体的，上述规划后的所有节点功率平衡约束，包括：

其中，P

具体的，上述节点电压限制约束，括：

其中，

具体的，上述支路容量限制约束，包括：

S

此外，在一示例性实施方式中，上述第一约束还可以包括

考虑到RIES优化运行时存在向天然气管网设定天然气管网稳态安全运行约束，以保证每种场景每一时段内天然气管网的安全运行。因此，上述第一约束还可以包括节点流量平衡、节点气压限制和管道流量限制。

具体的，上述节点流量平衡、节点气压限制和管道流量限制，包括：

P

上述约束中F

S203，基于上述第一约束对所述第一目标函数进行计算求解，获取得到配电网中的最优网架结构。

在一些示例性实施方式中，具体的，见图3，上述步骤S102可以包括以下步骤：

S301，获取以区域能源系统内能源利用效率和新能源消纳率最大为目标的第二目标函数。

其中，上述第二目标函数包括：

式中：f

S302，获取对所述第二目标函数的第二约束，上述第二约束至少包括能量贡献平衡约束。

其中，上述能量贡献平衡约束，包括以下几种约束：

第一种：每种场景每一时段，RIES内部电、热、冷功率应保持供需平衡，具体可以包括：

第二种：每种场景每一时段，RIES内部能源生产和能源转换设备的出力约束，具体可以包括：

上述约束中，P

第三种，每种场景每一时段，RIES内部EV充放电功率和EV电池容量约束，具体可以包括：

上述约束中，ρ

第四种，每种场景每一时段，RIES内部GS充放气功率和GS容量约束，具体可以包括：

上述约束中，p

第五种，假设RIES内部用户参与了激励型电力需求响应项目(分时电价)，会根据不同时段的电价调整用电量。设定每种场景每一时段电负荷转移量的约束和全时段内电负荷转移总量平衡约束，具体可以包括：

上述约束中：

第五种：欲使RIES可按照能源利用效率和新能源消纳率最大为目标进行优化运行，应在经济上保证优化运行后购能总成本的减少，具体包括：

上述约束中，c

S303，基于所述第二约束和所述最优网架结构对所述第二目标函数进行优化得到的最优功率解，并将所述最优功率解传递至所述第一目标函数中参与规划求解。