综合能源配电系统中的分布式电源配置方法、介质及设备与流程

本发明涉及配电系统领域，尤其涉及一种综合能源配电系统中的分布式电源配置方法、介质及设备。

背景技术：

1、在现有技术中，传统的综合能源系统中的电、热、冷等子系统在设计、规划和运行时往往是相互独立的，特别地，在对分布式电源的配置关系进行优化时，通常单独对子系统中的分布式电源的配置关系进行优化，以得到在单个子系统下的最优配置关系，但这一最优配置关系并非对应于综合能源系统的最优配置关系。可见，现有技术难以对含有多种子系统在内的综合能源系统进行综合优化，难以得到综合能源系统中的分布式电源的最优配置关系，从而影响对综合能源系统的配电网的协调规划。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种综合能源配电系统中的分布式电源配置方法、介质及设备，能够实现降低成本、减少环境污染、提高供能可靠性和减小交互功率波动的综合最优，获得经济、环保、可靠以及安全稳定的分布式电源的最优配置结果。

2、为了实现上述技术效果，本发明实施例提供了一种综合能源配电系统中的分布式电源配置方法，包括：

3、从预设的综合能源配电系统中获取若干配置资源，并构建每一所述配置资源的出力模型；其中，所述综合能源配电系统还包括分布式电源的配置关系；

4、基于所述出力模型、预先配置的电热交易信息和预先配置的约束条件，构建综合能源配电优化配置模型；

5、对所述综合能源配电优化配置模型进行求解，根据求解结果对所述分布式电源的配置关系进行优化，得到所述分布式电源的最优配置结果。

6、进一步的，所述配置资源包括风力发电资源、光伏发电资源、燃气机轮资源、余热锅炉资源、燃气锅炉资源、电动区热泵资源、吸收式制冷机资源和电制冷机资源。

7、进一步的，所述基于所述出力模型、预先配置的电热交易信息和预先配置的约束条件，构建综合能源配电优化配置模型，具体包括：根据所述约束条件，采用模糊优选理论对所述出力模型和所述电热交易信息进行多目标优化，得到模糊隶属度函数，以构建综合能源配电优化配置模型；其中，所述模糊隶属度函数用于表征所述综合能源配电优化配置模型中的各个目标函数的模糊满意度。

8、进一步的，所述模糊隶属度函数为：

9、

10、其中，fk为目标函数k的值，fk,i为对应第k个目标的最小值，fk,a为对应第k个目标的最大值，μ(fk)为目标k的模糊满意度。

11、进一步的，所述对所述综合能源配电优化配置模型进行求解，具体包括：采用量子遗传算法对所述综合能源配电优化配置模型进行求解。

12、进一步的，所述出力模型包括风力发电模型、光伏发电模型、燃气机轮模型、余热锅炉模型、燃气锅炉模型、电动区热泵模型、吸收式制冷机模型和电制冷机模型；

13、所述风力发电模型为：

14、

15、cp＝(λ,αwt)

16、其中，pot为风机输出功率，ρ为空气密度，ρ为风轮机叶片半径，v为风速，cp为风轮机的功率系数，λ为风轮机的叶尖速比，αwt为风机的桨距角；

17、所述光伏发电模型为：

18、

19、t(t)＝a(t)+0.0138·[1+0.031·ta(t)]·(1-0.042·vw)·g(t)

20、

21、其中，pt,pv为t时段光伏发电的输出功率，fpv为功率降额因数，stc为stc下的最大测试功率，g(t)为t时段的光照强度，gstc为stc下的光照强度，kpv为光伏电池的功率温度系数，t(t)为当前光伏发电系统实际温度，tstc为在标准条件下的太阳能电池板温度，ta(t)为当地实际环境温度，vw为当地实际风速，ta为一天中的最高温度，ti为一天中的最低温度，tp为平均温度时刻；

22、所述燃气机轮模型为：

23、

24、

25、

26、其中，cgt为机组安装成本，pp为机组安装容量，为机组额定电效率，为机组额定热效率；

27、所述余热锅炉模型为：

28、

29、

30、0≤ht,gt≤ht,gta

31、ht,wh≥0

32、其中，ht,wh为余热锅炉t时段回收热功率，为余热锅炉的热回收效率，ht,gt为燃气轮机产生的余热功率，wgt表示余热锅炉顶部循环比功率，wst表示余热锅炉底部循环比功率，rg为底部循环质量力量与顶部循环的比值，fu为输入顶部循环的燃料量，hu为燃料热值，ηgt为燃机效率，kgs为顶部与底部循环功率比，ht,gta为输入余热锅炉内部废烟所含热量的最大限值；

33、所述燃气锅炉模型为：

34、

35、ft,gb＝vt,gblhvng

36、0≤ht,gb≤ht,gba

37、

38、其中，ht,gb为设备在t时段内产生的热功率，为设备的制热效率，ft,gb为设备输入的燃料量，ht,gba为设备出力最大值，为燃气锅炉的爬坡约束最小限值，为燃气锅炉的爬坡约束最大限值；

39、所述电动区热泵模型为：

40、

41、hhp,i≤ht,hp≤hhp,a

42、其中，ht,hp为电动热泵t时段的输出电功率，为热泵的供热性能系数，pt,hp为电动热泵t时段的消耗的电功率，hhp,i为电动热泵出力最小值，hhp,a为电动热泵出力最大值；

43、所述吸收式制冷机模型为：

44、qt,ac＝gtxacht,ac

45、qac,i≤qt,ac≤qac,a

46、其中，qt,ac为设备t时段输出的冷功率，gtxac为吸收式制冷机的热力系数，ht,ac为吸收式制冷机t时段输入的热功率，qac,i为设备制冷量的上限值，qac,a为设备制冷量的下限值；

47、所述电制冷机模型为：

48、qt,ec＝gtxecpt,ec

49、qec,i≤qt,ec≤qec,a

50、其中，qt,ec为电制冷机t时段输出的冷功率，gtxec为设备的性能转换系数，pt,ec为t时段电制冷机的输入的电功率，qec,i为电制冷机制冷量的下限值，qec,a为电制冷机制冷量的上限值。

51、进一步的，所述综合能源配电优化配置模型包括：经济模型、环保模型、可靠模型和功率波动模型；

52、所述经济模型的目标函数为：

53、

54、其中，geco为经济性总成本，cinv为初始投资成本，com为运行维护成本，crl为燃料购买成本，cdj为电能交易成本，crj为热能交易成本，f1为所述经济模型的目标函数；

55、所述环保模型的目标函数为：

56、

57、其中，genv为综合能源配电网的环保性目标，为系统运行中co2的排放量指标，为系统运行中nox的排放量指标，f2为所述环保模型的目标函数；

58、所述可靠模型的目标函数为：

59、minf3＝grel＝rl+el

60、其中，grel为综合能源配电网的可靠性目标，rl为系统供电的中断率，el为系统供热的中断率，f3为所述可靠模型的目标函数；

61、所述功率波动模型的目标函数为：

62、minf4＝gs＝rp+rh

63、其中，gs为交互功率波动的目标值，rp为系统电能交互的标准差，rh为系统热能交互的标准差，f4为所述功率波动模型的目标函数。

64、进一步的，所述约束条件包括功率平衡约束、装机容量约束、设备运行约束和功率交换约束；

65、所述功率平衡约束为：

66、pt,ww+pt,pv+pt,gt+pt,gj＝pt,pl+pt,ec+pt,hp

67、ht,wh+ht,gb+ht,hp+ht,rj＝ht,hl+ht,ac

68、qt,ac+qt,ec＝qt,cl

69、其中，qt,cl为t时段综合能源配电网中用户冷负荷值；

70、所述装机容量约束为：

71、γλm,i≤λm≤γλm,a

72、其中，γ为状态变量，取0时表示设备m没安装，取1时表示设备m已安装；λm为设备m的装机容量；λm,a为设备m允许装机容量的最大值，λm,i为设备m允许装机容量的最小值；

73、所述设备运行约束为：

74、

75、

76、hgbi≤ht,≤hgba

77、

78、pt,≤pma≤λm

79、其中，pwti为当前风机处理的最小值，pwta为当前风机处理的最大值，ppvi为当前光伏出力的最小值，ppva为当前光伏出力的最大值，pgti为燃气机轮出力的最小值，pgta为燃气机轮出力的最大值，pt-1,gt为t-1时刻燃气机轮输出功率，为燃气机轮机组爬坡功率上限值，为燃气机轮机组爬坡功率下限值，hgbi为燃气锅炉输出热功率的最小值，hgba为燃气锅炉输出热功率的最大值，hwhi为余热锅炉输出功率的最小值，hwha为余热锅炉输出功率的最大值，hhpi为电驱动热泵供热功率的上限，hhpa为电驱动热泵供热功率的下限，qaci为吸收式制冷机供冷功率的上限，qaca为吸收式制冷机供冷功率的下限，qeci为电制冷机供冷功率的上限，qeca为电制冷机供冷功率的下限；pt,为能量生产设备m在t时刻的输出功率，pma为能量生产设备m在t时刻的输出功率最大值；

80、所述功率交换约束为：

81、

82、

83、其中，为t时刻综合能源配电网的购电量，为t时刻综合能源配电网的售电量，pt,dja为t时刻综合能源配电网经联络线允许传输电功率的上限，pt,dji为t时刻综合能源配电网经联络线允许传输电功率的下限，为t时刻综合能源配电网的购热量，为t时刻综合能源配电网的售热量，ht,rja为t时刻综合能源配电网允许与热网交互功率的上限，ht,rji为t时刻综合能源配电网允许与热网交互功率的下限。

84、本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述的综合能源配电系统中的分布式电源配置方法的步骤。

85、本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的综合能源配电系统中的分布式电源配置方法的步骤。

86、综上，本发明具有以下有益效果：

87、采用本发明实施例，能够对含有多种配置资源在内的综合能源配电系统进行综合优化，特别地，由于优化过程中的约束条件包括了各种配置资源所分别对应的供能、成本、排放和可靠性等因素，从而能够实现降低成本、减少环境污染、提高供能可靠性和减小交互功率波动这几个优化目标的综合最优，获得经济、环保、可靠以及安全稳定的分布式电源的最优配置结果。