一种电热综合能源系统风电消纳能力评估的方法
专利汇可以提供一种电热综合能源系统风电消纳能力评估的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种电热综合 能源 系统 风 电消纳能 力 评估的方法，首先建立电热综合能源系统模型；然后建立基于凸包不确定集合CHUS表示下的风电出力形式；再构建两阶段风电消纳能力评估鲁棒模型，获得一组满足CHUS中所有风电出力不确定性并极小化运行风险的风电可接纳域；然后构造一系列的低维凸包LCH，并在高维空间中交汇成一种ACHUS；然后构建基于最坏场景的等比例伸缩规则，将ACHUS的动态不确定集合与两阶段鲁棒模型进行结合求解；再基于ACHUS的动态不确定集合与两阶段鲁棒模型结合的求解 算法 ，获得新的风电可接纳域边界，并以此进行风电消纳能力评估。该方法评估结果更加准确，能为系统整体配置提供有力支持。，下面是一种电热综合能源系统风电消纳能力评估的方法专利的具体信息内容。
1.一种电热综合能源系统风电消纳能力评估的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、首先建立电热综合能源系统模型，所述电热综合能源系统模型包括电力网络约束条件、热力网络约束条件和电热耦合约束条件；
步骤2、然后建立基于凸包不确定集合CHUS表示下的风电出力形式，用于表征所述电热综合能源系统模型中的风电出力不确定性；
步骤3、根据步骤1所建立的电热综合能源系统模型，构建两阶段风电消纳能力评估鲁棒模型，获得一组满足凸包不确定集合CHUS中所有风电出力不确定性并极小化运行风险的风电可接纳域；
步骤4、然后构造一系列的低维凸包LCH，并在高维空间中交汇成一种近似高维凸包不确定集合ACHUS，以保证算法在各维度计算的适用性；
步骤5、然后构建基于最坏场景的等比例伸缩规则，使近似高维凸包不确定集合ACHUS顶点对应的可行系数表示的最坏场景与风电可接纳域边界建立联系，从而将ACHUS的动态不确定集合与两阶段鲁棒模型进行结合求解；
步骤6、再基于ACHUS的动态不确定集合与两阶段鲁棒模型结合的求解算法，获得新的风电可接纳域边界，并以此进行风电消纳能力评估。
2.根据权利要求1所述电热综合能源系统风电消纳能力评估的方法，其特征在于，在步骤1中，所述电力网络约束条件包括如下公式：
节点功率平衡约束：
其中，t与b分别表示时刻和母线的序数；Pdt表示负荷需求的电功率，d与 分别表示连接母线b的负荷序数与集合； 表示流经线路的电功率，le与 分别表示连
接母线b的线路的序数及线路始端、线路末端的集合； 表示热水泵消耗的电功率，h与分别表示连接母线b的加热站序数与集合； 表示电锅炉消耗的电功率，s与 分别表示连接母线b的热源的序数及电锅炉的集合；Pgt表示发电机的出力，g与 分别表示连接母线b的发电机的序数及CHP机组、常规机组的集合； 表示风电的预测出力，m与 分别表示连接母线b的风电机组序数及集合；
发电机的出力约束：
上式中，ugt表示发电机的运行状态， 与Pg分别表示发电机出力的上限与下限；
分别表示CHP机组与常规机组的集合；
发电机的爬坡约束：
上式中， 分别表示发电机的正爬坡能力与负爬坡能力；
式(5)-(6)分别表示线路的传输容量约束：
上式中， 表示线路的传输容量限制； 表示线路的导纳； 与 分别表示线
路的始端与末端的相角大小。
3.根据权利要求1所述电热综合能源系统风电消纳能力评估的方法，其特征在于，在步骤1中，热力网络约束条件包括如下公式：
式(7)-(9)表示热转换约束：
上式中，Qgt、Qst、Qjt分别表示CHP机组产热量、电锅炉和热锅炉的产热量、换热站的耗热量；c表示流体的比热容；Mgt、Mst、Mjt分别表示流过CHP机组、电锅炉和热锅炉、换热站的流体质量； 分别表示供热网与回热网的节点温度； 分别表示连
接节点n的CHP机组、电锅炉、热锅炉与换热站的集合；
式(10)-(11)表示热力管道的温度降约束：
上式中，lp表示热力管道的序数； 表示流体在热力管道lp的延迟滞留时间； 表示热力管道lp的热损失系数； 分别表示供热网中热力管道始端与末端的温度；
分别表示回热网中热力管道始端与末端的温度；Te表示热力管道周围的环境
温度；
式(12)-(15)表示节点温度混合约束，其中式(12)-(13)表示来自不同管道的流体携带不同的温度在同一个节点完成温度混合，式(14)-(15)表示在同一个节点经历温度混合后流入不同管道的流体温度相同：
上式中， 分别表示始端与末端连接节点n的热力管道集合； 分
别表示供热网与回热网中流经热力管道的流体流量；
式(16)-(23)表示储热罐的出力约束；其中，式(16)表示储热罐的总体储热量；式(17)表示储热罐可释放的热量；式(18)表示储热罐内部损失的热量；式(19)表示储热罐内部损失热量的变化；式(20)表示储热罐实际释放的热量；式(21)表示储热罐热量变化的上下限约束；式(22)-(23)表示储热罐内部水层温度与外部热网温度的联系：
上式中， 分别表示储热罐的集合与连接节点n的储热罐集合；
分别表示储热罐的总热量、可释放热量、内部损失热量、
内部损失热量的变化与最大热量变化； 分别表示热水层体积、冷水层体积及混合层的一半体积； 分别表示热水层温度与冷水层温度； 表示储热罐混合层体积的扩张率；
式(24)表示热锅炉放热约束：
上式中 表示热锅炉的集合； 表示热锅炉的最大产热量。
4.根据权利要求1所述电热综合能源系统风电消纳能力评估的方法，其特征在于，在步骤1中，所述电热耦合约束条件包括如下公式：
式(25)-(27)表示多面体可行域下的CHP机组电热耦合出力：
上式中， 表示CHP机组的集合；αgtk表示多面体可行域顶点对应的可行系数；Pgk、Qgk分别表示多面体可行域顶点对应的电出力与热出力；
式(28)-(29)表示电锅炉的出力约束：
上式中， 表示电锅炉的集合； 表示电锅炉的电转热效率； 表示电锅炉的最大耗电量；
式(30)-(31)表示加热站中水泵的耗电约束：
上式中，h表示加热站的序数；Mht表示流经加热站的流体流量；ΔPrht表示加热站中供水网与回水网的压差； 表示加热站中水泵的工作效率； 分别表示水泵
耗电功率的下限与上限。
5.根据权利要求1所述电热综合能源系统风电消纳能力评估的方法，其特征在于，在步骤2中，所建立的凸包不确定集合CHUS具体为：
其中，i与 分别表示凸包顶点的序数与集合；wmti表示凸包顶点对应的风电出力；
表示风电出力的预测值；χi表示凸包顶点对应的可行系数。
6.根据权利要求1所述电热综合能源系统风电消纳能力评估的方法，其特征在于，在步骤3中，所构建的两阶段风电消纳能力评估鲁棒模型具体为：
式(3)-(31),式(33)-(34).}
其中，目标函数(35)是极小化CHUS中的运行风险，包含弃风风险和切负荷风险两部分，分别由 和 表示；
具体地，弃风风险和切负荷风险的表达式如下：
上式中， 和 分别代表弃风项和切负荷项的罚系数；σm，t代表风电的预测误差；
zmt(·)表示预测误差的概率密度函数；
进一步的，为了降低积分表达式所带来的计算负担，式(43)-(44)被近似分选线性化转换为如式(36)-(37)所示；其中， 和 表示常系数；y表示分段的
个数；
式(38)-(39)表示风电可接纳域边界的约束；
式(40)以一对松弛变量作为双层max-min问题的目标函数，同时双层max-min优化模型包含约束式(3)-(31)、式(33)-(34)和式(41)-(42)；
和 分别表示正功率不平衡量和负功率不平衡量，它们被添加在约束(41)中检验和 之间的风电不满足系统功率平衡的出力区间。
7.根据权利要求1所述电热综合能源系统风电消纳能力评估的方法，其特征在于，在步骤4中，低维凸包LCH的构建原则如下：
其中，o和 分别指LCH中顶点的序数与集合； 表示LCH的顶点数量；
进一步得出两种不确定集合的关系表示为：
根据式(47)，CHUS是ACHUS的子集。
8.根据权利要求1所述电热综合能源系统风电消纳能力评估的方法，其特征在于，在步骤5中，所构建基于最坏场景的等比例伸缩规则表示为：
上式中，c和τ分别表示已进行迭代的总次数与序数； 和 分别表示第τ次
迭代中大于风电预测值的ACHUS顶点集合与小于风电预测值的ACHUS顶点集合； 表示第τ次迭代中ACHUS顶点对应的可行系数； 和 分别代表第τ次迭代中已求取的风电可接纳域的上界与下界； 和 分别代表第c次迭代中即将求取的风电可接纳域的上界与下界。
9.根据权利要求1所述电热综合能源系统风电消纳能力评估的方法，其特征在于，在步骤6中，具体求解过程为：
首先，基于步骤3获得的风电可接纳域边界得到本次迭代中有效的风电历史数据，基于该有效的风电历史数据驱动生成本次迭代的ACHUS；
然后求取两阶段鲁棒模型的下层max-min问题，识别出这组风电可接纳域中基于所生成的ACHUS顶点的最坏场景；
如若不收敛，则更新迭代已求取的最坏场景集合，随后在两阶段鲁棒模型的上层问题中添加约束与变量，并进行基于最坏场景的等比例伸缩，再求取获得新的风电可接纳域边界，准备下一次迭代直至收敛。
一种电热综合能源系统风电消纳能力评估的方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
电的预测出力，m与 分别表示连接母线b的风电机组序数及集合；
部损失热量的变化与最大热量变化； 分别表示热水层体积、冷水层体积及混合层的一半体积； 分别表示热水层温度与冷水层温度； 表示储热罐混合层体积的扩张率；
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