一种含激励相容性质的综合能源共享调度方法及系统与流程

本发明涉及综合能源共享调度，具体涉及一种含激励相容性质的综合能源共享调度方法及系统。

背景技术：

1、21世纪以来，随着经济发展与气候问题增多、能源匮乏之间的矛盾日益尖锐，国际社会更加关注多能源之间的互联互补与清洁能源的高效利用。此外，各类能源耦合设备与能流转换技术(如热电联产、氢热联产、电制氢、电转气等)的发展加剧了多种类型能源之间的耦合。在此背景下，参与多种能源生产交易的综合能源服务商应运而生。

2、综合能源系统是能源网络、能源生产、转换、储存、消费和终端使用参与者的有机协调，是一个复杂的多能源耦合系统。由于综合能源系统中存在着多个用户的多样化能源需求，不同类型的能源紧密耦合、灵活转换，给系统的协同运行和能源管理带来了巨大挑战。不同综合能源系统具备不同的新能源出力水平、负荷消费能力以及能源响应特性，在独立运行时可能会出现能源利用水平不高、可调节潜力小、运行成本高等问题。随着共享经济的兴起，能量共享逐渐成为提高能源利用效率的有效手段。因此，为促进综合能源市场的资源优化配置，合理的能源调度机制的制定成为解决该问题的关键，亟需一种综合能源系统能量共享调度方法。

3、本发明所提出的含激励相容性质的综合能源共享调度方法及系统主要考虑解决以下两个方面的问题：一是基于各能源生产、转换、存储等设备的详细模型，如何搭建含多个综合能源服务商的综合能源调度模型；二是如何激励综合能源服务商进行灵活调度，从而降低成本，提高多种类能源的调度效率。

技术实现思路

1、本发明公布了一种含激励相容性质的综合能源共享调度方法及系统，第一方面，提供了一种含激励相容性质的综合能源共享调度方法，包括以下步骤：

2、步骤1、获取电-热-氢综合能源市场运行参数，运行参数包括氢热联产、热泵、热电联产机组、储能信息；获取负荷、新能源出力信息；

3、步骤2、针对电-热-氢综合能源市场运行参数、负荷、新能源出力信息，以综合能源系统成本最小为优化目标，构建含多个综合能源的调度优化模型，以电制氢运行约束、热电联产机组运行约束、储能运行约束为约束条件；

4、步骤3、将所述运行参数、负荷、新能源出力信息代入预先构建的所述多个综合能源的调度优化模型并求解，得到优化结果；引入最大化经济调度机制，构建含激励相容性质的综合能源共享调度模型，得到最终优化结果；

5、步骤4、基于所述最终优化结果，得到综合能源共享调度优化方案。

6、进一步地，所述负荷包括：电负荷、热负荷、氢负荷。

7、进一步地，步骤2中，成本最小优化目标函数为：

8、minw＝we+wchp

9、式中：w表示综合能源系统运行的总成本，we表示综合能源系统调度成本，wchp表示热电联产机组、热泵、氢热联产机组以及储能设备总运行成本。

10、进一步地，所述综合能源系统调度成本为：

11、

12、式中：下标t表示调度时刻，下标e表示综合能源服务商，wchp表示热电联产机组运行成本，cg,b表示单位天然气调度的成本、表示单位电力调度成本，ch,b表示单位热能调度成本，ch2,b表示单位氢调度成本；为t时刻综合能源服务商e处调度的天然气量，为t时刻综合能源服务商e处调度的电能，为t时刻综合能源服务商e处调度的热能，为t时刻综合能源服务商e处调度的氢气质量。

13、进一步地，步骤2中，所述约束条件为：

14、1)热电联产模型

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21、

22、

23、式中：为t时刻综合能源服务商e处热电联产机组制备的电能，为t时刻能源服务商e处热电联产机组制备的热能，为综合能源服务商e处热电联产机组制备的电能与热能的效率；为能源服务商e处热电联产机组制备的电能的上下限，为时刻综合能源服务商处热电联产机组工作标志；为时刻综合能源服务商处热电联产机组启动标志；为时刻综合能源服务商处热电联产机组停止标志,为能源服务商e处热电联产机组最小开机与关机时间，为能源服务商e处热电联产机组最大向上与向下爬坡率，与为综合能源服务商e处热电联产机组最大开机时向上与最大关机时向下爬坡率。

24、2)氢热联产机组模型

25、

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28、

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30、

31、

32、

33、

34、

35、式中：为t时刻综合能源服务商e处氢热联产设备的消耗的总电能，为t时刻综合能源服务商e处氢热联产设备制氢消耗的电能，为t时刻综合能源服务商e处氢热联产设备制热消耗的电能，为组合系数，为t时刻综合能源服务商e处氢热联产设备的运行温度，为t时刻综合能源服务商e处氢热联产设备制得的氢气能量，为t时刻综合能源服务商e处氢热联产设备制得的氢气质量，为t时刻综合能源服务商e处氢热联产设备回收的余热功率，为t时刻综合能源服务商e处氢热联产设备损失的热量，为综合能源服务商e处氢热联产设备运行可行域顶点值，为氢热联产设备制氢效率，ρh2为氢气密度，hh2为氢气低热值，celz为氢热联产设备的热阻，tta为t时刻环境温度，relz为氢热联产设备的热容。

36、3)储能设备约束

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38、

39、se,0＝se,t         (a-22)

40、

41、

42、

43、式中：se,t为t时刻综合能源服务商e处储能设备的荷电状态，为综合能源服务商e处储能设备的储能效率，为综合能源服务商e处储能设备的放能效率，为综合能源服务商e处储能设备的额定容量，为t时刻综合能源服务商e处储能设备的储能功率，为t时刻综合能源服务商e处储能设备的放能功率，与se为综合能源服务商e处储能设备的荷电状态上下限，与为t时刻综合能源服务商e处储能设备的状态变量，与为综合能源服务商e处储能设备的储能与放能上限。

44、4)供需平衡约束

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46、

47、

48、式中：为t时刻综合能源服务商e新能源出力，为t时刻综合能源服务商e处热泵消耗的电能；为t时刻综合能源服务商e处的电能需求，为t时刻综合能源服务商e处回收的余热，为t时刻综合能源服务商e处的热能需求，为t时刻综合能源服务商e向外购买的氢气质量，为综合能源服务商e处热泵的制热系数，为t时刻综合能源服务商e的氢需求。

49、进一步地，得到所述优化结果之后，包括：

50、求解预先构建的最大化经济模型，得到激励结果；基于所述激励结果，得到各个能量共享系统的激励额度。

51、进一步地，所述最大化经济模型目标函数的计算式如下：

52、

53、上式中，e为最大化经济目标函数值，δsdeb为综合能源服务商参与共享调度的盈利值，为第i个综合能源系统参与共享调度的盈利值，ωi为第i个综合能源系统的贡献值，σ为第i个综合能源系统的补偿系数，ε为修正系数。

54、第二方面，提供了一种含激励相容性质的综合能源共享调度系统，包括以下模块：

55、数据获取模块，用于获取电-热-氢综合能源市场运行参数，运行参数包括氢热联产、热泵、热电联产机组、储能信息，还用于获取负荷、新能源出力信息；

56、模型构建模块，用于针对电-热-氢综合能源市场运行参数、负荷、新能源出力信息，以综合能源系统成本最小为优化目标，构建含多个综合能源的调度优化模型，以电制氢运行约束、热电联产机组运行约束、储能运行约束为约束条件；

57、模型求解模块，用于将所述运行参数、负荷、新能源出力信息代入预先构建的所述多个综合能源的调度优化模型并求解，得到优化结果；引入最大化经济调度机制，构建含激励相容性质的综合能源共享调度模型，得到最终优化结果，基于所述最终优化结果，得到综合能源共享调度优化方案。

58、进一步的，还提供了一种含激励相容性质的综合能源共享调度设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有含激励相容性质的综合能源共享调度处理程序，所述处理器被设置为运行所述含激励相容性质的综合能源共享调度处理程序以运行一种含激励相容性质的综合能源共享调度方法。

59、进一步的，还提供了一种计算机可读存储介质，包括：计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被运行时执行一种含激励相容性质的综合能源共享调度方法。

60、本发明具有如下有益效果：一是基于各能源生产、转换、存储等设备的详细模型，搭建了含多个综合能源服务商的综合能源调度模型；二是引入最大化经济模型，激励综合能源服务商进行灵活调度，从而降低成本，提高多种类能源的调度效率。