计及多运营主体的区域综合能源系统能流分析及运行优化研究

综合能源系统结构及能流关系复杂,所涉及的运营主体包括电力系统,天然气系统、热力系统,热电联供运营商和含用户侧新能源的用户集成商等,不同主体利益目标不同,所考虑的运行约束也不相同。因此,建立合理的能源交易机制,在保证不同能源系统安全稳定运行的基础上寻求利益均衡的能源交易、调度策略,是保障能源使用合理、高效的重要基础。本文从区域综合能源系统的重要基础——多能互补微网出发,首先建立基于能量枢纽的多能互补微网系统的多主体主从博弈模型,并研究电—气—热网混合潮流计算方法,最后深入研究了考虑供能网络安全约束的区域综合能源系统优化运行问题,主要完成以下工作:(1)调研国内外区域综合能源系统的发展和研究现状,阐述了研究计及区域综合能源系统中多主体利益和安全约束的多主体交互机制和运行优化方法的重要性。(2)基于能量枢纽建立考虑综合能源服务商、储能运营商和含光伏用户集群的多主体利益和约束的多能互补微网系统主从博弈优化运行模型,提出了该模型的智能优化求解算法。(3)从源—网—荷角度出发分别对配电网、配气网和配热网进行数学建模,结合基尔霍夫定律建立配能网络潮流平衡方程组并分析了采用牛顿拉夫逊方法求解方程组的可行性,进而提出区域综合能源系统混合潮流计算方法。(4)结合区域综合能源系统中能量枢纽优化和能流分析,提出考虑配能网络安全约束的区域综合能源系统交互机制和基于动态供能网络安全约束的区域综合能源系统运行优化模型。通过多能互补微网系统和区域综合能源系统典型算例对本文所提出的模型和方法进行验证,结果证明本文提出的区域综合能源系统能流分析方法和运行优化方法能够合理地协调各主体利益和运行约束,保证各方利益和系统的安全稳定运行。