一种混合海洋能多能互补的能源枢纽及联合调控方法与流程

本发明涉及能源技术领域，具体涉及一种混合海洋能多能互补的能源枢纽以及一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法。

背景技术：

目前国内外对海洋能多能互补系统的研究主要集中在海洋能利用装置的设计与优化，如海洋能发电装置、采集装置以及提升海洋能利用率的装置等，这些装置往往旨在提升单种能源的利用效率。部分研究学者提出基于海洋能综合利用系统的多产系统，这些系统可以利用多种海洋能提供电力，氢气，淡水等若干有用的产品，但主要研究利用一种海洋能去尽可能的得到多种产品，所利用的海洋能资源的互补特性不强。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种混合海洋能多能互补的能源枢纽及其联合调控方法，旨在解决现有海洋能多能互补系统利用的不同海洋能资源的互补特性不强的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法，包括海洋能多能耦合系统和分别与海洋能多能耦合系统连接的潮汐能发电系统、海上风能发电系统、海上光伏集热系统、海洋温差发电系统和储能系统，所述海洋能多能耦合系统包括电制热装置、电制冷装置和热制冷装置。

优选地，所述储能系统包括均与所述海洋能多能耦合系统连接的储热装置、储冷装置和储电装置，所述储电装置包括抽水泵和与抽水泵连接的用作抽水蓄能的潮汐能水库；所述海洋温差发电系统包括闭环连接的涡轮机、冷凝器、给水泵和蒸发器，所述蒸发器与设置的暖海水抽水机连接，所述冷凝器与设置的冷海水抽水泵连接，所述涡轮机的输出轴与设置的发电机连接。

本发明还包含一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法，包括如下步骤：

根据能源枢纽和所述能源枢纽的能量流动规律，建立能量耦合矩阵和所述能源耦合矩阵符合的能源枢纽约束条件；

根据所述能量耦合矩阵、所述能源枢纽约束条件和所述能源枢纽的竞价策略，以及所述能源枢纽加入的互不影响的电市场、热市场和冷市场的单独出清流程，分别建立电市场单独出清模型、热市场单独出清模型和冷市场单独出清模型；

根据所述能量耦合矩阵和所述能源枢纽约束条件、所述电市场单独出清模型、所述热市场单独出清模型和所述冷市场单独出清模型，建立所述能源枢纽的利润模型；

求解所述利润模型获取所述能源枢纽的最优调度策略，根据所述最优调度策略对所述能源枢纽进行调控。

优选地，所述根据能源枢纽和所述能源枢纽的能量流动规律，建立能量耦合矩阵和能源枢纽约束条件的步骤，包括：

根据能源枢纽和所述能源枢纽的能量流动规律，获取电功率、热功率和冷功率之间的耦合关系和耦合效率；

根据所述电功率、所述热功率和冷功率之间的耦合关系和耦合效率，建立描述所述能源枢纽的电功率、热功率和冷功率之间耦合关系的能量耦合矩阵；

根据所述能量耦合矩阵，以及所述电功率、所述热功率和冷功率之间的耦合关系和耦合效率，建立所述能量耦合矩阵需要符合的能源枢纽约束条件。

优选地，根据所述能量耦合矩阵、所述能源枢纽约束条件和所述能源枢纽的竞价策略，以及所述能源枢纽加入的互不影响的电市场、热市场和冷市场的单独出清流程，分别建立电市场单独出清模型、热市场单独出清模型和冷市场单独出清模型的步骤，包括：

获取能源枢纽的竞价策略，以及所述能源枢纽加入的互不影响的电市场、热市场和冷市场的单独出清流程；

根据所述能源枢纽的竞价策略的电市场竞价策略和电市场的单独出清流程，建立电市场单独出清模型；

根据所述能源枢纽的竞价策略的热市场竞价策略和热市场的单独出清流程，建立热市场单独出清模型；

根据所述能源枢纽的竞价策略的冷市场竞价策略和冷市场的单独出清流程，建立冷市场单独出清模型。

优选地，所述根据所述能源枢纽的竞价策略的电市场竞价策略和电市场的单独出清流程，建立电市场单独出清模型的步骤，包括：

获取所述能源枢纽加入的输电网络结构；

根据所述输电网络结构和所述能源枢纽的竞价策略的电市场竞价策略，获取电市场的供应商发电费用、从能源枢纽购买电能的费用和向能源枢纽卖出电能收入；

根据电市场的供应商发电费用、从能源枢纽购买电能的费用和向能源枢纽卖出电能收入，建立电市场满足负荷且成本最低的所述电市场单独出清模型的电市场目标函数；

根据加入的输电网络结构，建立所述电市场单独出清模型的电市场约束条件。

优选地，所述根据所述能源枢纽的竞价策略的热市场竞价策略和热市场的单独出清流程，建立热市场单独出清模型的步骤，包括：

获取所述能源枢纽加入的输热网络结构；

所述根据所述输热网络结构和所述能源枢纽的竞价策略的热市场竞价策略，获取热市场的供应商制热费用和从能源枢纽购买热能的费用；

根据热市场的供应商制热费用和从能源枢纽购买热能的费用，建立热市场满足负荷且成本最低的所述热市场单独出清模型的热市场目标函数；

根据加入的输热网络结构，建立所述热市场单独出清模型的热市场约束条件。

优选地，所述根据所述能源枢纽的竞价策略的冷市场竞价策略和冷市场的单独出清流程，建立冷市场单独出清模型的步骤，包括：

获取所述能源枢纽加入的输冷网络结构；

根据所述输冷网络结构和所述能源枢纽的竞价策略的冷市场竞价策略，获取冷市场的供应商制冷费用和从能源枢纽购买冷能的费用；

根据冷市场的供应商制冷费用和从能源枢纽购买冷能的费用，建立冷市场满足负荷且成本最低的所述冷市场单独出清模型的冷市场目标函数；

根据加入的输冷网络结构，建立所述冷市场单独出清模型的冷市场约束条件。

优选地，所述根据所述能量耦合矩阵和所述能源枢纽约束条件、所述电市场单独出清模型、所述热市场单独出清模型和所述冷市场单独出清模型，建立所述能源枢纽的利润模型的步骤，包括：

获取所述能源枢纽和电市场交易利润、能源枢纽和热市场交易利润、以及能源枢纽和冷能市场交易利润，建立能源枢纽利润最大利润模型的利润目标函数；

根据能量耦合矩阵、能源枢纽约束条件、电市场单独出清模型、热市场单独出清模型和冷市场单独出清模型建立所述利润模型的利润约束条件。

优选地，所述求解所述利润模型获取所述能源枢纽的最优调度策略，根据所述最优调度策略对所述能源枢纽进行调控的步骤，包括：

根据所述利润模型利用优化方法，获取在同一时间所述能源枢纽的电能、热能和冷能分别对应的供应量和竞标价格进行多市场联合竞价；

根据在同一时间所述能源枢纽的电能、热能和冷能分别对应的供应量和所述能源枢纽的电能、热能和冷能的产生量，对能源枢纽内的储能进行调度以及利用各种能量转化装置进行多能量形式的耦合。

本发明的技术方案中，利用不同海洋能资源的互补特性，建立不同海洋能之间的能量转换和耦合关系，在消纳新能源的同时保持系统的稳定性，并且使得利益最大化。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法示意图。

图2为本发明能源枢纽的结构示意图。

图3为本发明落潮发电水面高度变化曲线图。

图4为本发明加入抽水蓄能后水面高度变化曲线图。

图5为本发明的海洋温差发电系统otec结构图。

图6为冬季风电日出力预测曲线图。

图7为冬季光伏发热日出力预测曲线图。

图8为冬季潮汐发电日出力预测曲线图。

图9为冬季电负荷预测曲线图。

图10为冬季热负荷预测曲线图。

图11为实时电价预测曲线图。

图12为竞标价格曲线图。

图13为竞标买卖量曲线图。

图14为抽水蓄能充放能曲线图。

图15为热储存罐充放能曲线图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种混合海洋能多能互补的能源枢纽，包括海洋能多能耦合系统和分别与海洋能多能耦合系统连接的潮汐能发电系统、海上风能发电系统、海上光伏集热系统、海洋温差发电系统和储能系统，所述海洋能多能耦合系统包括电制热装置、电制冷装置和热制冷装置。

本发明的技术方案中，增强现有海洋能多能互补系统中利用的不同海洋能资源的互补特性，建立不同海洋能之间的能量转换和耦合关系，在消纳新能源的同时保持系统的稳定性，并且使利益最大化。

具体的海洋温差发电系统、潮汐能发电系统和海上风能发电系统产生的电能通过变压器与能源枢纽的输出端连接，能源枢纽的电能输出端与锅炉、抽水泵、压缩制冷机和电能市场连接，抽水泵的抽水端与大海连接，所述抽水泵的出水端为潮汐能水库，能源枢纽的热能输出端与热储存罐、锅炉和海上光伏集热系统(例如：平板太阳能集热器)出水端连接，能源枢纽的冷能输出端与冷海水抽水泵、冷储存罐、吸收式制冷机和压缩制冷机连接。

具体的，潮汐能发电系统中，潮汐是在太阳和月亮引力作用下海洋水面发生周期性涨落的一种自然现象。通过在海湾或河口建立拦水坝，形成潮汐能水库。在潮汐作用下，潮汐能水库水面与海面形成高度差，利用该高度差，通过控制闸门的开关即可带动潮汐涡轮机组发电。

如图3所示，发电过程中潮汐能水库水面和海面高度变化。

在这里我们使用的是落潮发电模式，一个完整的落潮发电过程包括四个阶段：进水、等待、发电、等待。这四个阶段具体过程为：

(1)如图3中a-b，涨潮时期当水头(指单位重量的液体所具有的机械能)为零时打开水闸，海水通过水闸进入潮汐能水库水面高度上升，水头先增大后减小，当水头再次减小到所零时关闭闸门。

(2)如图3中b-c，闸门和涡轮机组保持关闭状态，等待下一阶段动作。

(3)如图3中c-d，此时处于落潮时期。当水头达到最优值时，打开闸门和涡轮机组，此时水向外排出，带动涡轮机组发电，潮汐能水库内水面高度降低，直到水头达到最小值时关闭闸门和水轮机。

(4)如图3中d-e，闸门和涡轮机组保持关闭状态，此时处于涨潮期，直到水头为零时进入下一个周期。

计算发电功率表达式为：

pte＝ρgqthη；

式中：pte为发电功率，ρ为海水密度，g为重力加速度，qt为流过涡轮机组的水流量，h为水头值，η为涡轮机组的效率因数(特定的涡轮机组有其独有的特性曲线，根据特性曲线可找到某一h值对应的qt值和η值，通过大量数据即可得到海平面高度变化规律和水头变化规律，从而得到潮汐发电出力大小)。

海上风能发电系统，可以通过大量历史数据，采用卷积神经网络法对海上风电发电出力进行预测，得到海上风电出力曲线。

基于本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽，所述储能系统包括均与所述海洋能多能耦合系统连接的储热装置、储冷装置和储电装置，所述储电装置包括抽水泵和与抽水泵连接的用作抽水蓄能的潮汐能水库；所述海洋温差发电系统包括闭环连接的涡轮机、冷凝器、给水泵和蒸发器，所述蒸发器与设置的暖海水抽水机连接，所述冷凝器与设置的冷海水抽水泵连接，所述涡轮机的输出轴与设置的发电机连接。

本发明的技术方案中，该枢纽耦合了海洋温差能、海上风能和潮汐能，通过抽水蓄能储能，热存储罐，冷存储罐和在电能市场买卖电能对整个系统进行调解，所建系统考虑不同能源之间的时空耦合特性，真正实现了海洋能多能互补，该系统能够只利用海洋能就实现电、热和冷的持续、稳定的生产。

采用海上光伏集热系统(例如：平板太阳能集热器)对太阳能进行利用，其出力公式为：

qfpsc＝fra[is(τα)a-ul(tfpsc-t0)]；

式中：fr为散热系数；a为平板太阳集热器的表面积；is为太阳辐射强度；τ为耦合效率；α为集热器的吸收系数；ul为集热器的总热损失系数；tfpsc为集热器温度；t0为参考温度，通过预测太阳辐射强度即可得到光伏发电的预测出力。

如图5所示，海洋温差发电系统是暖海水抽水泵抽取太阳能加热的表层海水(暖海水)进入海上光伏集热系统加热的海水中，然后再经过蒸发器，使将封闭的循环系统中的低沸点工作流体工质(例如：氨水)，变为气态，由气态工质再去推动涡轮机组，即可发电。发电后的工质，可用冷海水抽水泵抽取的温度很低的冷海水冷却，将之变回流体，构成一个循环(朗肯循环)。

海洋温差发电(海洋温差发电(otec))的能量计算公式为：

(1)涡轮机组：

水流量守恒：

能量守恒：

式中：wt为涡轮机组发出的电功率；ηt为涡轮机组发电效率；为流出蒸发器的工质的质量流量；为流出涡轮机组的工质的质量流量；h1为流出蒸发器的工质的焓值，h2流出涡轮机组的工质的焓值。

(2)冷凝器：

水质量流量守恒：

mc＝mc′；

能量守恒：

式中：为流出冷凝器的工质的质量流量；h3流出冷凝器的工质的焓值；为流出冷凝器的冷海水的质量流量；hc为流出冷凝器的冷海水的焓值；为流出冷凝器的冷海水的质量流量；hc′为流出冷凝器的冷海水的焓值。

(3)给水泵：

水质量流量守恒：

能量守恒：

式中：为流出给水泵的工质的质量流量；h4为流出给水泵的工质的焓值；其中为给水泵有用功功率。

(4)蒸发器：

水质量流量守恒：

式中：为流出蒸发器的热海水的质量流量；hh′为流出蒸发器的热海水的焓值，为流入蒸发器的热海水的质量流量；hh为流入蒸发器的热海水的焓值。

在整个海洋温差发电(otec)系统中：

在整个海洋温差发电(otec)系统中工质的质量流量为一定值，将其定义为

式中：为给水泵有用功功率；设流入海洋温差发电(otec)系统的热功率为流入海洋温差发电(otec)的冷功率为wt为涡轮机组发出的电功率；ηt为涡轮机组发电效率。

海洋能多能耦合系统，暖海水抽水泵抽取被太阳加热的暖海水到平板太阳能集热器内，当暖海水被海上光伏集热系统加热到热海水达到供应温度的要求时，优先供应热海水，当水温度低于供应温度时，流入蒸发器参与温差发电。冷海水抽水泵抽取的冷海水既用作冷凝器的冷却水，也可直接作为冷海水销售到市场，如海鲜保鲜，空调、养殖和制药等；系统中热制冷部分，例如：由热海水可通过吸收式制冷机完成制冷；电制冷部分，例如：压缩式制冷机完成制冷；电制热部分，例如：利用电能通过锅炉加热海水。

具体的，过剩的热海水还能存储在热存储罐中，过剩的冷海水还能存储在冷存储罐中，潮汐能水库与抽水泵连接在一起，当海洋能发电过多或市场电价便宜时，可将多余的发电量或从市场买入电能通过抽水泵存储在潮汐能水库中。

请参照图1和图2，为实现上述目的，本发明提出的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法，其包括如下步骤：

s100，根据能源枢纽和所述能源枢纽的能量流动规律，建立能量耦合矩阵和所述能源耦合矩阵符合的能源枢纽约束条件；

s200，根据所述能量耦合矩阵、所述能源枢纽约束条件和所述能源枢纽的竞价策略，以及所述能源枢纽加入的互不影响的电市场、热市场和冷市场的单独出清流程，分别建立电市场单独出清模型、热市场单独出清模型和冷市场单独出清模型；

s300，根据所述能量耦合矩阵和所述能源枢纽约束条件、所述电市场单独出清模型、所述热市场单独出清模型和所述冷市场单独出清模型，建立所述能源枢纽的利润模型；

s400，求解求解所述利润模型获取所述能源枢纽的最优调度策略，根据所述最优调度策略对所述能源枢纽进行调控。

本发明的技术方案中，建立了一个新型海洋多能互补的能源枢纽不同能量转换方程，耦合矩阵和约束条件，并进行多市场联合竞价，建立多市场出清约束条件和收益目标函数，在满足多市场出清的约束条件和能源枢纽的约束条件下，进行实时优化调度，在消纳海洋能的同时使收益目标函数最大化。

参照图1，基于本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法的第一实施例，本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法的第二实施例中，所述步骤s100，包括如下步骤：

s110，根据能源枢纽和所述能源枢纽的能量流动规律，获取电功率、热功率和冷功率之间的耦合关系和耦合效率；

s120，根据所述电功率、所述热功率和冷功率之间的耦合关系和耦合效率，建立描述所述能源枢纽的电功率、热功率和冷功率之间耦合关系的能量耦合矩阵；

s130，根据所述能量耦合矩阵，以及所述电功率、所述热功率和冷功率之间的耦合关系和耦合效率，建立所述能量耦合矩阵需要符合的能源枢纽约束条件。

具体的，所述能量耦合矩阵为：

式中：pgp表示能源枢纽输出的电功率；ph表示能源枢纽输出的热功率；pc表示能源枢纽输出的冷功率；fte表示潮汐发电输出函数；fwt表示海上风电输出函数；ηb表示电锅炉的效率；ηc表示压缩制冷机效率；ηhp表示暖海水抽水泵工作效率；ηcp表示冷海水抽水泵工作效率；ηfp表示给水泵工作效率；ηhc表示吸收式制冷机工作效率；ηoh表示海洋温差发电系统将输入热功率转化为电功率的效率；ηoc表示海洋温差发电系统将冷功率转化为电功率的效率；ηof表示海洋温差发电系统将给水泵所消耗能量转化为电功率的效率；wte表示潮汐发电站生产电能功率；wwt表示海上风电生产电能功率；qfpsc表示平板太阳能集热器的热功率；pdp表示从市场买入电能功率；pbess表示抽水蓄能放电功率减去充电功率的差；phbes表示热存储罐放电功率减去充电功率的差；pcbes表示冷存储罐放电功率减去充电功率的差；sb表示电锅炉输出热功率；sc表示压缩制冷机输出的冷功率；php表示暖海水抽水泵的有用功功率；pcp表示冷海水抽水泵的有用功功率；shc表示吸收式制冷机的输出冷功率；wt表示涡轮机组发出的电功率，poh表示输入海洋温差发电系统的热功率，poc表示输入海洋温差发电系统的冷功率，pfp表示给水泵所消耗能量。

海洋温差发电系统将输入热功率转化为电功率的效率为：

海洋温差发电系统将输入热功率转化为电功率的效率：

海洋温差发电系统将给水泵所消耗能量转化为电功率的效率：

所述能源枢纽约束条件为：

0≤pgp,t≤pgp,max；

式中：其中pgp,max表示能源枢纽所愿提供的最大电功率，pgp,t表示能源枢纽提供的电功率。

0≤ph,t≤ph,max；

式中：ph,max表示能源枢纽所愿提供的最大热功率，ph,t表示能源枢纽提供的热功率。

gs,turbine,t≤gs,turbine,max；

gs,pump,t≤gs,pump,max；

0≤storagee,t≤storagee,max；

storagee,t＝storagee,t-δt+gs,pump,t-gs,turbine,t；

式中：gs,turbine,t表示t时刻抽水蓄能涡轮机组出力；gs,turbine,max表示t时刻抽水蓄能涡轮最大出力；gs,pump,t表示t时刻抽水蓄能抽水泵出力；gs,pump,max表示t时刻抽水蓄能抽水泵最大出力；storagee,t表示t时刻抽水蓄能存储能量；storagee,t-δt表示t-δt时刻抽水蓄能存储能量；storagee,max表示抽水蓄能最大存储能量。

ph,charge,t≤ph,charge,max；

ph,discharge,t≤ph,discharge,max；

0≤storageh,t≤storageh,max；

storageh,t＝storageh,t-δt+ph,charge,t-ph,discharge,t；

式中：ph,charge,t表示t时刻热存储罐储热功率；ph,charge,max表示热存储罐储最大热功率；ph,discharge,t表示t时刻热存储罐放热功率；ph,discharge,max表示热存储罐最大放热功率；storageh,t表示t时刻热存储罐存储能量；storageh,t-δt表示t-δt时刻热存储罐存储能量；storageh,max表示热存储罐最大存储能量。

pc,charge,t≤pc,charge,max；

pc,discharge,t≤pc,discharge,max；

0≤storagec,t≤storagec,max；

storagec,t＝storagec,t-δt+pc,charge,t-pc,discharge,t；

式中：pc,charge,t表示t时刻冷存储罐储冷功率；pc,charge,max表示冷存储罐储最大冷功率；pc,discharge,t表示t时刻冷存储罐放冷功率；pc,discharge,max表示冷存储罐最大放冷功率；storagec,t表示t时刻热存储罐存储能量；storagec,t-δt表示t-δt时刻热存储罐存储能量；storagec,max表示热存储罐最大存储能量。

0≤sb,t≤sb,max；

0≤wt,t≤wt，max；

0≤sc,t≤sc,max；

0≤shc,t≤shc,max；

0≤php,t≤php,max；

0≤pcp,t≤pcp,max；

式中：sb,t表示t时刻电锅炉输出热功率；sb,max表示电锅炉最大输出热功率；wt表示t时刻涡轮机组发出的电功率；wt，max表示涡轮机组发出的最大电功率；sc,t表示t时刻压缩制冷机输出的冷功率；sc,max表示压缩制冷机输出的最大冷功率；shc表示t时刻吸收式制冷机的输出冷功率；shc,max表示吸收式制冷机的最大输出冷功率；php表示t时刻暖海水抽水泵的有用功功率；php,max表示暖海水抽水泵的最大有用功功率；pcp表示t时刻冷海水抽水泵的有用功功率；pcp,max表示冷海水抽水泵的最大有用功功率。

请参照图1，基于本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法的第一实施例，本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法的第三实施例中，所述步骤s200，包括：

s210，获取能源枢纽的竞价策略，以及所述能源枢纽加入的互不影响的电市场、热市场和冷市场的单独出清流程；

s220，根据所述能源枢纽的竞价策略的电市场竞价策略和电市场的单独出清流程，建立电市场单独出清模型；

s230，根据所述能源枢纽的竞价策略的热市场竞价策略和热市场的单独出清流程，建立热市场单独出清模型；

s240，根据所述能源枢纽的竞价策略的冷市场竞价策略和冷市场的单独出清流程，建立冷市场单独出清模型。具体的，在竞价过程中，首先由本专利提出的能源枢纽的市场操作员和其他竞价者向各交易市场提交各自的竞价策略(所愿提供的能量多少和价格)，再由各交易市场操作员由最优潮流问题、最优热流问题和最优冷流问题进行市场出清使得在满足负荷的前提下使交易市场花费最少，在这里三个交易市场出清操作员互不影响。能源枢纽操作员根据交易市场出清情况，按照所签订协议提供能量，并根据所签订的协议获取收益。

由于海洋能出力的波动性，在与交易市场签订协议后很有可能无法按时提供协议的能量。但利用本专利中所提出的海洋能多能互补能源枢纽，当由于一种海洋能源出力不足导致一种能量供应无法满足协议要求时，可由另外一种或者多种海洋能源过剩的出力进行补足或由储存的能量进行相应的转化进行补足，从而利用不同种类海洋能在时空上的耦合性进行互补供能。

请参照图1，基于本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法的第一实施例，本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法的第四实施例中，所述步骤s220，包括：

s221，获取所述能源枢纽加入的输电网络结构；

s222，根据所述输电网络结构和所述能源枢纽的竞价策略的电市场竞价策略，获取电市场的供应商发电费用、从能源枢纽购买电能的费用和向能源枢纽卖出电能收入；

s223，根据电市场的供应商发电费用、从能源枢纽购买电能的费用和向能源枢纽卖出电能收入，建立电市场满足负荷且成本最低的所述电市场单独出清模型的电市场目标函数；

s224，根据加入的输电网络结构，建立所述电市场单独出清模型的电市场约束条件。

具体的，电市场的潮流约束为：

式中：pij表示从节点j流向节点i的有功功率；pim表示从节点j流向节点m的有功功率；qij表示节点j流向节点i的无功功率；qim表示从节点i流向节点m的无功功率；表示向节点i注入的有功功率；表示节点i向外提供的有功功率；表示向节点i注入的无功功率；表示节点i向外提供的无功功率；ui表示节点i的电压幅值；uj表示节点j的电压幅值；u0表示平衡节点的电压幅值；rij表示从节点j到节点i的支路电阻大小；xij表示从节点j到节点i的支路电抗大小；

电市场满足负荷且成本最低的电市场单独出清模型的电市场目标函数：

式中：为电市场的供应商发电费用，mi、ni为发电成本与发电功率的二次函数的系数；δpgp为从能源枢纽购买电能的费用，δ为协议电价，表示向节点i注入的有功功率，pgp为购买电能；χpdp为向能源枢纽卖出电能收入，χ为卖出电能售价，pdp为卖出电能。

电市场满足负荷且成本最低的电市场单独出清模型的电市场目标函数(矩阵形式)为：

所述电市场约束条件为：

app+bpx＝bp；

cpp+dpx≤dp(pgp,max,pdp,max)；

式中：其中p是由pgp和pdp构成的矩阵；ap、bp、bp、cp、dp和dp为常系数矩阵，x是剩余变量(任何一个二次函数都可写为矩阵形式其一般形式为qp是二次函数写为矩阵形式常见的系数矩阵，也是系数矩阵，这个系数矩阵与δ和χ有关)。

请参照图1，基于本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法的第一实施例，本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法的第五实施例中，所述s230的步骤之后，包括：

s231，获取所述能源枢纽加入的输热网络结构；

s232，根据所述输热网络结构和所述能源枢纽的竞价策略的热市场竞价策略，获取热市场的供应商制热费用和从能源枢纽购买热能的费用和向能源枢纽卖出热能收入；

s233，根据热市场的供应商制热费用和从能源枢纽购买热能的费用，建立热市场满足负荷且成本最低的所述热市场单独出清模型的热市场目标函数；

s234，根据加入的输热网络结构，建立所述热市场单独出清模型的热市场约束条件。

具体的，热市场操作员出清与热市场类似，建立对应的热市场的潮流约束，建立热市场满足负荷且成本最低的所述热市场单独出清模型的热市场目标函数；

因此，所述热市场单独出清模型的热市场目标函数(矩阵形式)为：

所述热市场约束条件为：

式中，ph是由供热网络节点注入热功率和卖出热能构成的矩阵，γ为协议供热单价，(向量)是热供应管中水的质量流量(在这里假定热供应系统中为定值)；ah、bh、ch和dh为常系数矩阵，bh和dh是由决定的常系数矩阵，κh为包含供热系统中所有温度变量的向量。

请参照图1，基于本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法的第一实施例，本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法的第六实施例中，所述s240的步骤之后，包括：

s241，获取所述能源枢纽加入的输冷网络结构；

s242，根据所述输冷网络结构和所述能源枢纽的竞价策略的冷市场竞价策略，获取冷市场的供应商制冷费用和从能源枢纽购买冷能的费用和向能源枢纽卖出冷能收入；

s243，根据冷市场的供应商制冷费用和从能源枢纽购买冷能的费用，建立冷市场满足负荷且成本最低的所述冷市场单独出清模型的冷市场目标函数；

s244，根据加入的输冷网络结构，建立所述冷市场单独出清模型的冷市场约束条件。

具体的，冷能市场操作员出清与电市场类似，建立对应的冷能市场的潮流约束，建立冷能市场满足负荷且成本最低的所述冷市场单独出清模型的冷能市场目标函数；

因此，所述冷市场单独出清模型的冷能市场目标函数(矩阵形式)为：

所述冷能市场约束条件为：

式中：pc是由供冷网络节点注入冷功率和卖出冷能构成的矩阵，ε为协议供冷单价，(向量)是冷供应管中水的质量流量，(在这里假定冷供应系统中为定值)，ac、bc、cc和dc为常系数矩阵，bc和dc是由决定的常系数矩阵，κc为包含供冷系统中所有温度变量的向量。

请参照图1，基于本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法的第一实施例，本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法的第七实施例中，所述s300的步骤，包括：

s310，获取所述能源枢纽和电市场交易利润、能源枢纽和热市场交易利润、以及能源枢纽和冷能市场交易利润，建立能源枢纽利润最大利润模型的利润目标函数；

s320，根据能量耦合矩阵、能源枢纽约束条件、电市场单独出清模型、热市场单独出清模型和冷市场单独出清模型建立所述利润模型的利润约束条件。

具体的，所述利润目标函数为：

max(δ)^tpgp+(γ)^tph+(ε)^tpc-(χ)^tpdp；

式中：(δ)^tpgp为能源枢纽卖出电能的费用，pgp为能源枢纽卖出的电能，δ为协议电价，(γ)^tph为能源枢纽卖出热能的费用，ph为能源枢纽卖出的热能，γ为协议热价，(ε)^tpc为能源枢纽卖出冷能的费用，pc为能源枢纽卖出的冷能，ε为协议冷价，(χ)^tpdp为能源枢纽购买电能收入，pdp为能源枢纽购买的电能，χ为购买的电能的电价。

所述利润目标函数的约束条件包括：所述能量耦合矩阵的约束条件、所述电市场约束条件、所述热市场约束条件和所述冷能市场约束条件。

请参照图1，基于本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法的第三至九实施例中的任一项，本发明的一种混合海洋能多能互补的能源枢纽联合调控方法的第八实施例中，所述s300的步骤，包括：

s410，根据所述利润模型利用优化方法，获取在同一时间所述能源枢纽的电能、热能和冷能分别对应的供应量和竞标价格进行多市场联合竞价；

s420，根据在同一时间所述能源枢纽的电能、热能和冷能分别对应的供应量和所述能源枢纽的电能、热能和冷能的产生量能源枢纽内的储能进行调度以及利用各种能量转化装置进行多能量形式的耦合。

具体的，根据利润模型利用最优化方法，据所预测三种海洋能出力、冬季电负荷和实时电价，利用利润模型计算得出最优多市场联合竞价策略，最优多市场联合竞价策略包括竞标价格随时间变化的曲线和竞标售买量。在此竞标策略下控制能源枢纽的能源之间的能量转换或储存。

如图6-图15所示，在一具体实施例中，进行算例分析，将设计的所述能源枢纽加入到ieee33节点配电网系统、供热系统和供冷系统中，以冬季为例，利用模型编写程序进行优化计算，得出最优竞价和调度方案，从而使利润最大化。图6为预测风电冬季日出力曲线；图7为预测光伏冬季日出力曲线；图8为预测潮汐冬季日发电出力曲线；图9为冬季电负荷；图10为冬季电负荷曲线；图11为实时电价曲线；根据所预测三种海洋能出力、冬季电负荷曲线和实时电价曲线，利用所编程序得出最优多市场联合竞价策略，最优多市场联合竞价策略包括如图12所示的竞标价格曲线和图13所示的竞标售买量。在此竞标策略下能源枢纽的抽水蓄能充放电如图14所示，热储存罐充放能如图15所示(其中正为充能，负为放能)。

由算例分析结果为：0-7时电价低，并且光伏集热系统不出力，风电出力低，故仅买入电能，不卖出电能，此段时间热价合适，故卖出热能，将风电和潮汐能发电产生的电能通过锅炉转化为热能供应，在满足热供应量后多余的电能通过抽水蓄能存储起来；从7时开始电价变高，故开始竞价供电，但在7、8时风电和潮汐发电出力都不高，需要抽水蓄能放出一部分电量；6时以后光伏集热系统开始出力，但其发热量低，还是需要一部分电能通过锅炉转化为电能进行供热；正午12时和13时光伏发热系统出力过盛，将多余热能储存起来；9-13时潮汐发电不出力，但风电出力高，可满足供电；14时和15时风电和潮汐发电出力都低，需要抽水蓄能放出一部分能量发电；16和17时光伏发热系统出力低，潮汐能发电出力过剩，并且此时表层海水通过数十小时的太阳能加热具有很高的热能，利用电能通过暖海水抽水泵抽水满足供热，并储存大量热能；12-16时冷具有市场，将多余电能和热能分别通过压缩制冷机和吸收式制冷机转化为冷卖出；在18时和19时风电和潮汐能发电总量过盛，光伏发热系统提供的热能很小，并且此时的热价很高，故将多余的电能通过锅炉转化为热能卖出；20时潮汐能发电和光伏发热系统停止，需要抽水蓄能放能，一部分满足电能供应，一部分通过锅炉转化为热能满足热能供应；在21、22和23时风电出力变小且潮汐能发电不出力，但此时电价很高，电能的供应量很高，故需要热储存罐释放热能，一部分用于供热，一部分通过海洋温差发电(otec)系统转化为电能供应；在24时电价很低，热价较高，买入一部分电能再加上风电出力发出的电能通过锅炉转化为热能卖出。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个计算机可读存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备进入本发明各个实施例所述的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“另一实施例”、“其他实施例”、或“第一实施例～第x实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料、方法步骤或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。