本發(fā)明屬于能源優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，涉及園區(qū)多能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度，尤其是一種面向園區(qū)多能源系統(tǒng)的潮流優(yōu)化計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
隨著分布式光伏、風(fēng)機(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī)等多種能源在工業(yè)園區(qū)、居民區(qū)等區(qū)域的廣泛應(yīng)用，如何在園區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)以電為核心、包含氣/冷/熱等多能源系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行逐漸成為研究熱點(diǎn)。目前園區(qū)多能源系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行多以可再生能源最大消納或系統(tǒng)運(yùn)行成本最小為目標(biāo)，較少考慮電氣網(wǎng)絡(luò)和天然氣網(wǎng)絡(luò)損耗，更少有研究從園區(qū)多能源系統(tǒng)運(yùn)行成本、可再生能源發(fā)電、系統(tǒng)網(wǎng)損等三個(gè)方面對(duì)園區(qū)多能源系統(tǒng)進(jìn)行整體優(yōu)化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠從園區(qū)多能源系統(tǒng)運(yùn)行成本、可再生能源發(fā)電、系統(tǒng)網(wǎng)損等三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)綜合最優(yōu)的面向園區(qū)多能源系統(tǒng)的潮流優(yōu)化計(jì)算方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種面向園區(qū)多能源系統(tǒng)的潮流優(yōu)化計(jì)算方法，包括以下步驟：
步驟1、從多能源系統(tǒng)運(yùn)行成本、可再生能源發(fā)電量和系統(tǒng)網(wǎng)損三個(gè)維度，構(gòu)建園區(qū)多能源系統(tǒng)潮流優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；
其中，園區(qū)多能源系統(tǒng)的運(yùn)行成本最小的目標(biāo)函數(shù)為：
min{cePe.l+cgPg.l}
園區(qū)多能源系統(tǒng)內(nèi)可再生能源發(fā)電量最大的目標(biāo)函數(shù)為：
max{Ppv+Pwt}
園區(qū)多能源系統(tǒng)的網(wǎng)損最小的目標(biāo)函數(shù)為：
min{cePe.loss+cgPg.loss}
上式中，Pe.l和Pg.l分別表示園區(qū)多能源系統(tǒng)與電力網(wǎng)絡(luò)和天然氣網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)線交換功率；ce和cg表示電力和天然氣價(jià)格；Ppv和Pwt分別表示園區(qū)多能源系統(tǒng)內(nèi)光伏與風(fēng)力的發(fā)電量，且有Pr＝Ppv+Pwt；Pe.loss和Pg.loss分別表示園區(qū)多能源系統(tǒng)內(nèi)電力網(wǎng)絡(luò)和天然氣網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)損。
步驟2、在所述園區(qū)多能源系統(tǒng)潮流優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的基礎(chǔ)上，建立園區(qū)多能源系統(tǒng)潮流約束條件；
步驟3、在所述園區(qū)多能源系統(tǒng)潮流約束條件下，通過多目標(biāo)優(yōu)化算法求解滿足園區(qū)多能源系統(tǒng)潮流優(yōu)化目標(biāo)的電氣和天然氣網(wǎng)絡(luò)潮流。
而且，所述步驟2的園區(qū)多能源系統(tǒng)潮流約束條件由等式約束和不等式約束構(gòu)成；其中，等式約束包括三相電氣潮流方程約束和天然氣潮流方程約束；不等式約束包括電氣網(wǎng)絡(luò)安全約束和天然氣網(wǎng)絡(luò)安全約束；
其中，三相電氣潮流方程約束為：fe(P,Q,V,θ)＝0；
天然氣潮流方程約束為：fg(M,p)＝0；
電氣網(wǎng)絡(luò)安全約束：fe(V)≤0；
天然氣網(wǎng)絡(luò)安全約束：fg(p)≤0；
上式中，P，Q是電氣系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)有功與無功功率；V，θ代表電氣系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相角；M代表天然氣流量；p代表天然氣壓力。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
本發(fā)明是面向園區(qū)電/氣/冷/熱等多能源系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行而提出的綜合電氣潮流和天然氣潮流的優(yōu)化計(jì)算方法,以園區(qū)多能源系統(tǒng)為研究對(duì)象，從系統(tǒng)運(yùn)行成本、可再生能源發(fā)電量、系統(tǒng)網(wǎng)損三個(gè)方面構(gòu)建優(yōu)化目標(biāo)，同時(shí)給出網(wǎng)絡(luò)求解約束條件；并通過現(xiàn)有技術(shù)中的多目標(biāo)優(yōu)化算法求解該最優(yōu)潮流。本發(fā)明結(jié)合系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度，可在園區(qū)多能源系統(tǒng)能耗、可再生能源發(fā)電、系統(tǒng)網(wǎng)損等三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)綜合最優(yōu)。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的園區(qū)多能源系統(tǒng)的能量變換示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步詳述：
一種面向園區(qū)多能源系統(tǒng)的潮流優(yōu)化計(jì)算方法，如圖1所示，園區(qū)多能源系統(tǒng)的輸入有天然氣、電網(wǎng)電力和可再生能源所發(fā)電力，經(jīng)過變壓器、燃?xì)廨啓C(jī)等能量變換裝置，輸出為電力、制冷或者制熱。其中，Pr表示可再生能源發(fā)電量，Pe.l表示園區(qū)多能源系統(tǒng)與電力網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)線交換功率，Pg.l表示園區(qū)多能源系統(tǒng)與燃?xì)饩W(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)線交換功率。
本發(fā)明的面向園區(qū)多能源系統(tǒng)的潮流優(yōu)化計(jì)算方法從如下三個(gè)維度考慮構(gòu)建優(yōu)化目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)多能源系統(tǒng)的電氣潮流和天然氣潮流的優(yōu)化計(jì)算。(1)園區(qū)多能源系統(tǒng)的運(yùn)行成本最??；(2)園區(qū)多能源系統(tǒng)內(nèi)可再生能源發(fā)電量最大；(3)園區(qū)多能源系統(tǒng)的網(wǎng)損最小。
因此，一種面向園區(qū)多能源系統(tǒng)的潮流優(yōu)化計(jì)算方法，包括以下步驟：
步驟1、從多能源系統(tǒng)運(yùn)行成本、可再生能源發(fā)電量和系統(tǒng)網(wǎng)損三個(gè)維度，構(gòu)建園區(qū)多能源系統(tǒng)潮流優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；
其中，園區(qū)多能源系統(tǒng)的運(yùn)行成本最小的目標(biāo)函數(shù)為：
min{cePe.l+cgPg.l} (1)
園區(qū)多能源系統(tǒng)內(nèi)可再生能源發(fā)電量最大的目標(biāo)函數(shù)為：
max{Ppv+Pwt} (2)
園區(qū)多能源系統(tǒng)的網(wǎng)損最小的目標(biāo)函數(shù)為：
min{cePe.loss+cgPg.loss} (3)
上式中，Pe.l和Pg.l分別表示園區(qū)多能源系統(tǒng)與電力網(wǎng)絡(luò)和天然氣網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)線交換功率；ce和cg表示電力和天然氣價(jià)格；Ppv和Pwt分別表示園區(qū)多能源系統(tǒng)內(nèi)光伏與風(fēng)力的發(fā)電量，且有Pr＝Ppv+Pwt；Pe.loss和Pg.loss分別表示園區(qū)多能源系統(tǒng)內(nèi)電力網(wǎng)絡(luò)和天然氣網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)損。
步驟2、在所述園區(qū)多能源系統(tǒng)潮流優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的基礎(chǔ)上，建立園區(qū)多能源系統(tǒng)潮流約束條件；所述步驟2的園區(qū)多能源系統(tǒng)潮流約束條件由等式約束和不等式約束構(gòu)成；其中，等式約束包括三相電氣潮流方程約束和天然氣潮流方程約束；不等式約束包括電氣網(wǎng)絡(luò)安全約束和天然氣網(wǎng)絡(luò)安全約束；
其中，三相電氣潮流方程約束為：fe(P,Q,V,θ)＝0； (4)
天然氣潮流方程約束為：fg(M,p)＝0； (5)
電氣網(wǎng)絡(luò)安全約束：fe(V)≤0； (6)
天然氣網(wǎng)絡(luò)安全約束：fg(p)≤0； (7)
上式中，P，Q是電氣系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)有功與無功功率；V，θ代表電氣系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓幅值和相角；M代表天然氣流量；p代表天然氣壓力。
步驟3、在所述園區(qū)多能源系統(tǒng)潮流約束條件(4)至(7)下，通過多目標(biāo)優(yōu)化算法求解滿足園區(qū)多能源系統(tǒng)潮流優(yōu)化目標(biāo)(1)至(3)的電氣和天然氣網(wǎng)絡(luò)潮流。
本發(fā)明可選擇現(xiàn)有技術(shù)的多目標(biāo)優(yōu)化算法中的多目標(biāo)進(jìn)化算法、多目標(biāo)模擬退火算法、多目標(biāo)粒子群算法和多目標(biāo)蟻群算法求解電氣和天然氣網(wǎng)絡(luò)潮流。
需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明包括并不限于具體實(shí)施方式中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。