计及设备变工况的综合能源系统多时间尺度优化调度方法

1.本发明涉及能源优化调度技术领域，特别是涉及一种计及设备变工况的综合能源系统多时间尺度优化调度方法。


背景技术：

2.随着全球化石能源的逐渐枯竭和能源供需矛盾的加剧，综合能源系统(ies)可以将各个能源网络互联，实现多异质能源子系统之间的协调规划和优化运行，并高效实现能量的梯级利用，促进可再生能源消纳，是当前能源研究领域的热门话题之一。然而，为了简化模型，在优化运行过程中通常假设能量转换装置的效率是恒定的，这可能导致综合能源系统的运行方案不合理。同时，由于冷、热、电、气等异质能源的响应时间不同，需要在多个时间尺度上协调优化，以此造成在定工况条件下的不同时间尺度的设备出力结果存在不准确性的缺陷，为综合能源系统的实际运行管理带来较大困难。


技术实现要素：

3.鉴于此，本发明的目的是提供一种计及设备变工况的综合能源系统多时间尺度优化调度方法。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.本发明提供了一种计及设备变工况的综合能源系统多时间尺度优化调度方法，包括：(1)考虑区域综合能源系统中的能源输入环节、生产环节、转换环节、存储环节和消费环节，以及考虑设备变工况特性，构建包含电转气设备的动态能源枢纽模型；所述动态能源枢纽模型用于协调多能流供需平衡；(2)根据动态能源枢纽模型以及不同的负荷预测尺度，建立一种动态能源枢纽模型与多时间尺度优化相结合的综合能源系统多时间尺度滚动优化调度模型；(3)根据日前调度阶段和日内滚动调度阶段的综合需求响应，建立双重需求响应模型，并根据综合能源系统多时间尺度滚动优化调度模型和双重需求响应模型构建混合整数非线性规划模型；(4)采用增量线性化的方法将混合整数非线性规划模型转化为混合整数线性规划模型，并对混合整数线性规划模型进行求解。
6.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
7.1、本发明能够充分挖掘不同时间尺度下多元能流的调度特性，更好地适应光伏发电单元、风力发电单元及负荷预测精度的变化。2、本发明构建迭代修正的动态能源枢纽模型，并应用到多时间尺度调度模型当中进行实时调整，系统运行调度更为精准，对综合能源运营商的运维管理提供实际参考。3、本发明在制定新型优化调度模型中考虑了双重需求响应的影响，减少供能侧的压力和系统波动的风险，提高用户侧和供能侧的经济性，真正实现综合能源系统的源-荷-储互动。
附图说明
8.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所
需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
9.图1为本实施例提供的一种计及设备变工况的综合能源系统多时间尺度优化调度方法的流程示意图；
10.图2为本实施例提供的一种计及设备变工况的综合能源系统多时间尺度优化调度方法的整体流程示意图；
11.图3为本实施例提供的区域综合能源系统结构图；
12.图4为本实施例提供的区域能源负荷及风光出力预测曲线图；
13.图5为本实施例提供的所选设备效率拟合曲线图；
14.图6为本实施例提供的定工况条件下日前调度阶段系统的电、热、冷、气能供需调度结果图；图6的(a)为定工况条件下日前调度阶段系统的电能供需调度结果图；图6的(b)为定工况条件下日前调度阶段系统的热能供需调度结果图；图6的(c)为定工况条件下日前调度阶段系统的冷能供需调度结果图；图6的(d)为定工况条件下日前调度阶段系统的气能供需调度结果图；
15.图7为本实施例提供的变工况条件下日前调度阶段系统的电、热、冷、气能供需调度结果图；图7的(a)为变工况条件下日前调度阶段系统的电能供需调度结果图；图7的(b)为变工况条件下日前调度阶段系统的热能供需调度结果图；图7的(c)为变工况条件下日前调度阶段系统的冷能供需调度结果图；图7的(d)为变工况条件下日前调度阶段系统的气能供需调度结果图；
16.图8为本实施例提供的变工况条件下日内调度阶段系统的电、热、冷、气能供需调度结果图；图8的(a)为变工况条件下日内调度阶段系统的电能供需调度结果图；图8的(b)为变工况条件下日内调度阶段系统的热能供需调度结果图；图8的(c)为变工况条件下日内调度阶段系统的冷能供需调度结果图；图8的(d)为变工况条件下日内调度阶段系统的气能供需调度结果图；
17.图9为本实施例提供的日内滚动和实时优化阶段的电网购电结果对比图；
18.图10为本实施例提供的所采用不同需求响应策略的效果对比图；图10的(a)为所采用不同需求响应策略的电负荷和需求响应调整量对比图；图10的(b)为所采用不同需求响应策略的的热负荷和需求响应调整量对比图；图10的(c)为所采用不同需求响应策略的的冷负荷和需求响应调整量对比图；图10的(d)为所采用不同需求响应策略的的气负荷和需求响应调整量对比图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.如图1和图2所示，本实施例提供的一种计及设备变工况的综合能源系统多时间尺度优化调度方法，包括如下步骤：步骤100：考虑区域综合能源系统中的能源输入环节、生产
环节、转换环节、存储环节和消费环节，以及考虑设备变工况特性，构建包含电转气设备的动态能源枢纽模型，此动态能源枢纽模型用于协调多能流供需平衡。步骤200：根据动态能源枢纽模型以及不同的负荷预测尺度，建立一种动态能源枢纽模型与多时间尺度优化相结合的综合能源系统多时间尺度滚动优化调度模型，该综合能源系统多时间尺度滚动优化调度模型能够降低功率波动的影响。步骤300：根据日前调度阶段和日内滚动调度阶段的综合需求响应，建立双重需求响应模型，并根据综合能源系统多时间尺度滚动优化调度模型和双重需求响应模型构建混合整数非线性规划模型。步骤400：采用增量线性化的方法将混合整数非线性规划模型转化为混合整数线性规划模型，并对混合整数线性规划模型进行求解，具体为：通过yalmip工具箱调用gurobi求解器在matlab进行混合整数线性规划模型求解，得到综合能源系统的日前调度方案、日内滚动优化运行方案和日内实时优化运行方案，同时包括定工况与变工况的对比运行方案。
21.传统能源枢纽模型是通过一个耦合矩阵c来描述多能流系统输入到输出之间的函数关系，其模型如下：
[0022][0023]
式中：α，β，
···
，ω为能源形式合集ψ中的元素，如电、热、冷、气等；l为输出功率向量；c为耦合矩阵，c
αβ
为相应能源转换设备的效率；p为输入功率向量；s为能量存储设备的归属系数矩阵；e为能量存储设备实际充放能向量，以向充能设备充能为正，放能为负。
[0024]
传统能源枢纽模型中，将能源转换设备的效率视为常数，将能源输入与输出之间的关系简化为线性模型。然而如前所述，对于多数能源转换设备，能源转换效率随负载率变化，即：η
αβ
＝f(r
αβ
)。其中，η为能源转换设备效率；r为该能源转换设备的负载率，即输出量与容量比值。
[0025]
对于不同能源转换设备，其效率与负载率函数关系的具体表达形式可通过多项式拟合得到，称为能源转换设备效率模型。对于每个能源转换过程，通过相应能源转换设备效率模型对传统能源枢纽模型中相应转换效率进行实时的迭代修正，重新计算每个时间点的转换效率并替换该时间点的值，构造动态能源枢纽模型；其中，动态能源枢纽模型如下所示，f()为能源转换设备效率的函数。
[0026][0027]
在综合能源系统中，微型燃气轮机是实现冷热电联产的核心设备，其输出功率受负载率的影响很大，发电效率与电负载率呈非线性关系，可由四阶多项式拟合其关系，即：
其中，为燃气轮机机组t时刻电效率；n为拟合阶数；为n阶拟合系数；为燃气轮机机组t时刻电负载率。
[0028]
本实施例考虑将燃气轮机的热电比表示为输出电负载率的二次函数，即：其中，为n阶拟合系数；为t时刻燃气轮机组的热电比。
[0029]
燃气锅炉通过消耗天然气来供热，弥补燃气轮机供热的不足，考虑到燃气锅炉在可变工况下的特性，其热效率被拟合为负荷率二次多项式的函数，可以表示为：其中，为n阶拟合系数；为燃气锅炉机组t时刻热效率，为燃气锅炉机组t时刻热负载率，即输出热功率与容量比值。
[0030]
热泵是依靠电能产热的设备，当燃气轮机和燃气锅炉供热不足或处于低谷电价时，热泵可供应不足的热量，其能效比可以拟合为输出热功率的二次多项式函数，即：其中，为n阶拟合系数；为热泵机组t时刻热能效系数，为热泵机组t时刻热负载率，即输出热功率与容量比值。
[0031]
电转气技术是已考虑用于天然气网络和电力网络之间耦合的新技术之一，可以促进可再生能源的消纳和加强系统的稳定性。在该技术中，水分子通过电解分解为氢气和氧气，然后储存水分解产生的氢气分子。通常，储存的氢分子与二氧化碳分子反应获得甲烷或天然气和水，获得的甲烷可以用来补充天然气负荷，其化学反应方程式如下：
[0032][0033]
本实施例将该化学过程简化，仅考虑电和天然气之间的转换，数学模型为：其中，分别为t时刻电转气设备输出天然气功率与输入电功率；η
p2g
为电转气效率。
[0034]
吸收式制冷机主要由发生器、蒸发器、吸收器、冷凝器、溶液交换器等部件组成。其主要通过吸收燃气轮机产生的废热或低品位热能来制冷，虽然能效系数并不高，但对于能
量的梯级利用具有重要意义。关于吸收式制冷机的部分负荷特性，其能效系数可以拟合为输出冷功率的二次多项式函数，即：其中，为n阶拟合系数；为吸收式制冷机组t时刻冷能效系数，为吸收式制冷机组t时刻冷负载率。
[0035]
电制冷机是以电能驱动制冷的装置，其能效系数比吸收式制冷机要高，考虑到电制冷机的部分负荷特性，能效系数可用二次多项式来表示，即：其中，为n阶拟合系数；为电制冷机组t时刻冷能效系数，为电制冷机组t时刻冷负载率，即输出冷功率与容量比值。
[0036]
综合能源系统多时间尺度滚动优化调度模型的策略主要是利用源、荷预测精度随时间尺度的减小而逐级提高，可以减少源、荷不确定因素对综合能源系统优化调度的影响。在综合能源系统多时间尺度滚动优化调度模型的框架中，上级层在每天24时对整个综合能源系统执行提前一天的调度，上级层时间尺度为1小时；中间层对综合能源系统进行未来4小时的滚动调度，中间层时间尺度为15分钟；下级层对综合能源系统的电力部分制定实时调整方案，下级层时间尺度为5分钟。通过三级的协调合作，实现了综合能源系统在多个时间尺度上的协同运行。综合能源系统新型多时间尺度优化运行模型，是以区域综合能源系统的日前运行成本最小为目标函数，以多个时间尺度上的能源供需平衡约束、购能约束、能源设备约束、能量交互约束和需求响应约束为约束条件构建的调度模型。
[0037]
日前调度阶段是以最小日前调度成本为目标函数，制定第二天调度计划的阶段。在日前调度阶段中，上层时间尺度的约束条件主要包括系统能量平衡约束条件、能量购买约束条件、设备运行约束条件、能量交互约束条件。
[0038]
目标函数为：
[0039]
其中，fa表示综合能源系统的日前调度成本，包括购买电力成本(购电成本与售电利润之差)、购买天然气成本设备运行维护成本和日前需求响应成本和日前需求响应成本和分别是社区在t期间的电力和天然气购买，和分别是各时段相应的能源价格，而和分别是售电量和各时段售电价格；r表示综合能源系统的设备维护单元集；p
o,r
和分别是机组r的维护价格和输出功率；和分别是热、冷负荷日前激励型需求响应的调整量，p
ζ,h
和p
ζ,c
日前阶段相应的补贴成本；t为调度时段周期，为24h，时间步长为1h。
[0040]
1.综合能源系统电负荷的供需平衡约束条件为：
[0041][0042]
2.综合能源系统热负荷的供需平衡约束条件为：
[0043][0044]
3.综合能源系统冷负荷的供需平衡约束条件为：
[0045][0046]
4.综合能源系统气负荷的供需平衡约束条件为：
[0047][0048]
5.综合能源系统设备运行约束条件为：
[0049][0050][0051][0052][0053][0054][0055]
6.综合能源系统与电力和天然气网络之间的交互约束条件为：
[0056][0057]
7.综合能源系统储能设备的约束条件为：
[0058][0059]
其中，表示相应能源设备的功率上限，表示相应能源设备的功率爬坡上限和分别是社区与电力和天然气网络互动的上限。
[0060]
日内滚动调度阶段是以滚动优化穿插调度模型，并将最新的天气情况、系统内冷、热、电负荷预测数据作为最新输入值，生成对应时间尺度下系统新调度计划的阶段。日内滚动调度阶段的目标函数是以滚动周期内每个社区的运营成本为目标的函数，其中，运营成本包括能源购买成本、设备维护成本以及日内需求响应成本。在日内滚动调度阶段，系统中的所有设备都可以在15分钟内给出响应，约束条件主要包括中间时间尺度的能量平衡约束条件、能源购买约束条件、设备运行约束条件和能量交互约束条件，即日内滚动调度阶段模型的约束条件与日前调度阶段模型的约束条件相同。
[0061]
目标函数为：
[0062][0063]
其中，ts是滚动优化的开始时间；nt是滚动周期的总周期数；和分别是电力和燃气负荷的日内激励性需求响应的调整，p
ζ,e
和p
ζ,g
是日前调度阶段的相应补贴费用。
[0064]
基于日内滚动调度阶段进一步进行极短时间尺度内动态实时调整，可以有效实现综合能源系统在系统经济性和稳定性之间的最优运行，并灵活地实时满足能源需求。
[0065][0066]
其中，t是每个区间δt对应的时间；μb和分别表示购买电力的调整价格和调整
功率；v是实时调度阶段社区可用的设备集合；μv和分别表示v单元的调整价格和调整功率。
[0067]
在实时调度阶段，只有电力部分参与综合能源系统优化，以实现不平衡电力的实时调节。在极短时间尺度下的约束条件包括电力购买约束和电力设备运行约束，与日内滚动调度阶段模型的约束条件、日前调度阶段模型的约束条件相同相同。
[0068]
综合需求响应是一种供需互动模型，消费者可以根据能源市场的价格信号或激励信号修改其原本的能源消耗模式，从中获得部分收益，同时运营商也可以改善负荷曲线的形状，降低成本。由于不同的用能负荷对价格变化和外界环境的响应差异性，本实施例在日前时间尺度和日内时间尺度下建立双重需求响应模型，如表1所示，可以充分发挥需求侧资源的可调度特性和响应能力。
[0069]
表1双重需求响应模型类型表
[0070][0071]
由于电负荷受电价影响较大，所以引入分时电价引导用户侧合理改变自身用能状态。采用电价弹性矩阵方法进行需求响应建模，得到电量电价的弹性系数为：其中，δq和δp分别为电量q和电价p的相对增量。
[0072]
在1-n的时段中，根据固定电价与分时电价的比值，建立弹性矩阵：其中，其中，ee是电量电价的弹性矩阵，η
aa
为交叉弹性系数，表示电量对其他时段电价变化的响应，η
ab
为自弹性系数，表示电量对当时电价变化的响应。
[0073]
对于各时段的用电需求变化量，可以通过弹性矩阵和各时段的价格变化量建立联系
[0074]
结合上式，得到综合需求响应后的电负荷为：
[0075][0076]
式中，qn为需求侧响应前n时段负荷电量；δqn为需求侧响应后n时段负荷电量变化值。
[0077]
考虑到天然气具有与电能相同的商品属性，类比上文电负荷的分时电价方法，获得求天然气负荷方法为：
[0078][0079]
最后，为防止峰谷颠倒，峰谷电价和气价比值应限制在一定范围内，即：
[0080]
本实施例讨论的激励型需求响应(ibdr)主要针对可转移和可削减负荷的激励模式，ibdr模型的特点是只改变负荷结构，电价不变，经济性指标中增加对用户补偿成本，冷、热负荷不计及价格因素，故响应前后的负荷变化表达式如下：
[0081][0082][0083]
其中，ω
tr,t
和h
tr,t
分别为可转移负荷标志和可转移负荷量。ω
cd,t
和h
cd,t
分别为可削减负荷标志和可削减负荷量。
[0084]
在用能高峰期，可以通过削减非必要负荷来缓解供能压力，同时为了避免频繁削减而影响用户用能舒适度，可削减负荷受到最大可削减量和最多削减次数限制，还应受到最大、最小削减持续时间限制，约束条件如下：
[0085][0086][0087][0088]
[0089]
其中，和分别表示削减的上限和下限；是最大的削减量；和分别是最大和最小的削减持续时间。
[0090]
可转移负荷可以在价格高峰期转移至价格较低的时间段，其受到如下约束条件：
[0091][0092][0093][0094][0095][0096][0097]
其中，和分别为负荷在时间t的转入和转出状态；和为负荷转入的上限和下限；和为负荷转出的上限和下限；和分别为负荷在时间t的转入和转出功率；为最大可转入次数；为最小转入时间。
[0098]
最后，综合需求响应的负荷量还应遵循峰谷差约束条件：
[0099][0100]
双重需求响应策略是指在日前需求响应的基础上，设置不同的激励补贴，鼓励用户在日内阶段进一步参与需求侧响应，减少用能高峰。由于电、气负荷在日前阶段采取价格型idr策略，为此，在日内阶段，采用基于日前分时电、气价补偿机制，激励用户作进一步的负荷调整。
[0101][0102]
热、冷负荷的调整会影响用户的舒适度，由于用户对热水温度、室温的舒适度要求
具有一定的模糊性，即负荷波动越小，对用户的舒适度影响就越小，负荷波动越大，则对用户的舒适度影响越大，所以冷、热负荷的调整量对用户的舒适度影响是非线性变化。因此对用户热、冷负荷的调整采取阶梯补偿的方式进行激励型补贴，即：
[0103][0104]
在本实施例中，选择了雄安新区某社区的典型综合能源系统案例进行分析研究，其结构图如图3所示。选取过渡季某典型日作为样本，当天光伏、风机和各负荷预测曲线如图4所示。pv和wt均处于最大功率点跟踪模式，以促进可再生能源的消纳。案例中的能源价格如表2所示。各设备所拟合的效率曲线如图5所示。
[0105]
表2能源价格表
[0106][0107]
在日前阶段，本示例以经济成本最小建立模型求解，并且达成了定工况条件下的多维能源供需平衡，其能源设备出力结果如图6所示，结合调度结果与能源价格进行分析如下。对于图6(a)中电负荷的供应和需求，电量价格较低，系统选择从电网购买大部分电力，电价较高时，主要由燃气轮机、可再生能源和蓄电池放电来满足电量需求，多余的电量通过售出给大电网来获取收益。对于图6(b)和图6(d)中的热、冷负荷，大部分由燃气轮机发电所产生的多余热量来供应，当电价较低时，大量采用热泵补足热需求，电制冷机来满足冷需求，其他时刻由吸收式制冷机和蓄冷箱补充制冷。当天然气价格较低时，主要由燃气锅炉来供热，不足的再由储热装置来供应。对于图6(c)中天然气负荷，电转气设备在夜间采用低谷电和风电来制造大量天然气，实现峰谷电能转移。
[0108]
考虑设备变工况条件的日前优化调度方案如图7所示，可以看出，和定工况条件下的日前优化调度方案有很大不同，首先在电负荷方案中，谷电价时刻燃气轮机出力值相比图6更多，这是因为该时段燃气轮机的负荷率很低，效率也很低，产生电力消耗成本较大，所以系统选择加大发电量同时减少部分购电量。在电价高峰阶段，从电网购电成本较高，因此燃气轮机出力更多以供应部分电负荷，但受到以热定电策略的影响，未能供应全部电负荷，仍需从电网购买少量电力。热负荷方案中，由于1:00-7:00燃气轮机出力增加，燃气轮机的余热增加供热，不足的由效率更高的热泵制热来补足，15:00-24:00同样由热泵来补充供热，相比燃气锅炉，热泵在该时段负荷率较高，可以在较高效率下供应更多的热量，电价较高时蓄热箱释放热量。在冷负荷方案中，由于燃气轮机的余热绝大部分用来供热，更多采用电制冷机制冷机，在电价较高时，增加吸收式制冷机的使用；在20:00-23:00时段，吸收式制冷机的负荷率很低，制冷效率效率很低，却要消耗大量的余热，经济性较差，所以全部采用电制冷机供冷。气负荷方案中，p2g设备一直处于满功率状态，由于燃气轮机和燃气锅炉的
出力变化，夜间时段相比图6出力较多，但15:00以后，天然气供应略微减少。
[0109]
日前调度的结果需要作为日内滚动调度的约束条件，在日内阶段，综合能源系统需要提前4小时制定当天的调度计划，为各机组出力预留时间。考虑设备变工况条件下日内滚动阶段的能源供需调度结果如图8所示，可以看出日内调度阶段的模型也达成了多能源供需平衡，但日内滚动和日前阶段的调度结果确略有不同。
[0110]
基于实时调度计划，系统可以通过电力机组的快速响应来改变其运行状态，实现对极短时间尺度下能源供需侧不平衡电力的实时修正。实时阶段的不平衡功率主要由pv、wt和电力负载的波动引起，可以通过调整电力部分(购电、es)来抑制。图9显示了日内滚动和实时阶段的电力调度结果的比较，可以看出购电量些许的变化，但此时对风光出力和电负荷的预测值已非常接近实际值，可以对综合能源系统中电力部件的协调调度和实时修正。
[0111]
在能源管理中，需求侧的资源参与到调度运行中尤为重要，采用源-荷互动调控策略可以全面提升优化效果。以本发明所构建系统为例，分析了各种负荷的响应能力，将原始负荷的峰谷时段进行修正，根据表1所分类型，从图10可以看出，可以通过价格型需求响应将用用户能曲线高峰时段的部分负荷引导转移到低谷时段，实现用户负荷的横向迁移；并且可以根据激励协议对相应时段的部分负荷功率进行中断，实现用户负荷的纵向削减；在日前日内双重需求响应的刺激下，可以进一步激励用户实现负荷的转移与削减。综上，在价格信号和激励信号的刺激下，需求侧可以改变其用能曲线，充分发挥系统运行中的调峰能力。
[0112]
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种计及设备变工况的综合能源系统多时间尺度优化调度方法，其特征在于，包括：考虑区域综合能源系统中的能源输入环节、生产环节、转换环节、存储环节和消费环节，以及考虑设备变工况特性，构建包含电转气设备的动态能源枢纽模型；所述动态能源枢纽模型用于协调多能流供需平衡；根据动态能源枢纽模型以及不同的负荷预测尺度，建立一种动态能源枢纽模型与多时间尺度优化相结合的综合能源系统多时间尺度滚动优化调度模型；根据日前调度阶段和日内滚动调度阶段的综合需求响应，建立双重需求响应模型，并根据综合能源系统多时间尺度滚动优化调度模型和双重需求响应模型构建混合整数非线性规划模型；采用增量线性化的方法将混合整数非线性规划模型转化为混合整数线性规划模型，并对混合整数线性规划模型进行求解。2.根据权利要求1所述的一种计及设备变工况的综合能源系统多时间尺度优化调度方法，其特征在于，对于每个能源转换过程，所述动态能源枢纽模型能够通过相应能源转换设备效率模型对传统能源枢纽模型中相应转换效率进行实时的迭代修正。3.根据权利要求1所述的一种计及设备变工况的综合能源系统多时间尺度优化调度方法，其特征在于，所述动态能源枢纽模型为：式中，α，β，
···
，ω为能源形式合集中的元素，所述元素为电、热、冷、气；l为输出功率向量；p为输入功率向量；s为能量存储设备的归属系数矩阵；e为能量存储设备实际充放能向量，以向充能设备充能为正，以向充能设备放能为负，f()为能源转换设备效率的函数，r为能源转换设备的负载率。4.根据权利要求1所述的一种计及设备变工况的综合能源系统多时间尺度优化调度方法，其特征在于，在所述综合能源系统多时间尺度滚动优化调度模型的框架中，上级层在每天24时对整个综合能源系统执行提前一天的调度，上级层时间尺度为1小时；中间层对综合能源系统进行未来4小时的滚动调度，中间层时间尺度为15分钟；下级层对综合能源系统的电力部分制定实时调整方案，下级层时间尺度为5分钟。5.根据权利要求1所述的一种计及设备变工况的综合能源系统多时间尺度优化调度方法，其特征在于，对混合整数线性规划模型进行求解，具体包括：通过yalmip工具箱调用gurobi求解器在matlab进行混合整数线性规划模型求解，得到综合能源系统的日前调度方案、日内滚动优化运行方案和日内实时优化运行方案，同时包括定工况与变工况的对比运行方案。

技术总结
本发明公开了一种计及设备变工况的综合能源系统多时间尺度优化调度方法，涉及能源优化调度技术领域，该方法包括考虑区域综合能源系统中的能源输入环节、生产环节、转换环节、存储环节和消费环节，以及考虑设备变工况特性，构建包含电转气设备的动态能源枢纽模型；根据动态能源枢纽模型以及不同的负荷预测尺度，建立综合能源系统多时间尺度滚动优化调度模型；根据日前调度阶段和日内滚动调度阶段的综合需求响应，建立双重需求响应模型，并根据综合能源系统多时间尺度滚动优化调度模型和双重需求响应模型构建混合整数非线性规划模型并求解。本发明能够发挥不同时间维度上的优势，同时使系统运行调度更为精准。同时使系统运行调度更为精准。同时使系统运行调度更为精准。


技术研发人员：潘崇超 王冠雄 郑博远
受保护的技术使用者：北京科技大学
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/8/5