1.一种电热综合能源系统双层规划方法,其特征在于:包括如下步骤,步骤一:根据风电机组、火电机组、冷热电联产机组、热泵机组、冷热双蓄装置的运行原理,建立电热综合能源系统中各机组的运行约束条件以及电热综合能源系统的电热冷供需平衡关系;步骤二:在满足步骤一电热综合能源系统中各机组的运行约束和电热冷供需平衡的条件下,以冷热双蓄式热泵的新建成本和电热综合能源系统运行成本最小为目标建立上层规划模型;步骤三:在满足步骤一电热综合能源系统中各机组的运行约束条件下,根据地区的分时电价政策,建立以用电费用最低为目标的下层调度模型;步骤四:综合上述三个步骤,电热综合能源系统的双层规划过程描述为在满足风电机组、火电机组、冷热电联产机组、热泵机组、冷热双蓄装置运行原理以及系统电热冷供需平衡约束条件下,通过步骤二上层模型合理规划出各机组的容量和热泵、冷热双蓄装置的安装地点;基于上层规划求出的机组容量进行下层运行调度,同时满足减小系统的弃风电量和用户用电费用最低的要求。
2.如权利要求1所述的一种电热综合能源系统双层规划方法,其特征在于:步骤一实现方法为,步骤1.1:建立风电机组的运行约束;风电机组的运行需受式(1)风电机组最大出力特性来约束:式中,p i,t WP 为风电机组可用的发电功率,MW;P i,t WP 为风电机组可用的最大发电功率,MW;步骤1.2:建立火电机组的运行约束;火电机组的运行需受式(2)火电发电最大出力约束、最小出力约束以及式(3)火电发电爬坡约束:式中,P i,t TP 为火电机组的发电功率,MW;P i,max TP 、P i,min TP 为火电机组出力值的上下限,MW;RU i TP 、RD i TP 为火电机组出力的变化速率上下限,MW/h;ΔT为变化时间;步骤1.3:建立冷热电联产机组的运行约束;冷热电联产机组的运行出力特性均由式(4)和(5)表示;0≤α i,t ≤1式中,P i,t CCHP 为冷热电联产机组的发电功率,MW;Q i,t CCHP 为冷热电联产机组的供冷/热功率,MW;P i CCHP ,Q i CCHP 为冷热电联产机组的额定电、冷/热功率,MW;α i,t 为冷热电联产机组出力系数;另外,冷热电联产机组的运行需受式(6)冷热电联产发电最大出力约束、最小出力约束以及式(7)冷热电联产发电爬坡约束:式中,P i,t CCHP 为冷热电联产机组的发电功率,MW;P i,max CCHP 、P i,min CCHP 为冷热电联产机组出力值的上下限,MW;RU i CCHP 、RD i CCHP 为冷热电联产机组出力的变化速率上下限,MW/h;ΔT为变化时间;步骤1.4:建立热泵机组的运行约束;热泵供冷/热功率表达式如式(8)所示;式中, 为热泵制冷/制热功率,MW; 为热泵耗电功率,MW;COP为热泵能效系数;此外,热泵机组的运行需受式(9)热泵制冷/制热最大出力约束、最小出力约束:式中, 为热泵制冷/制热功率,MW;Q i,max EHP 、Q i,min EHP 为热泵制冷/制热功率的上下限,MW;步骤1.5:建立冷热双蓄装置的运行约束;冷热双蓄装置的运行需受式(10)~(12)冷热双蓄装置的容量约束以及蓄、放能力约束:式中, 为冷热双蓄装置容量,MW·h;S i,max HIS 、S i,min HIS 为冷热双蓄装置容量的上下限,MW·h;Q i,t,c HIS 、Q i,t,f HIS 为冷热双蓄装置的蓄、放功率,MW;Q i,c,max HIS 、Q i,f,max HIS 为冷热双蓄装置的最大极限蓄、放功率,MW;步骤1.6:建立电热综合能源系统的电热冷负荷供需平衡关系;电功率需按式(13)保持平衡:式中,P i,t TP 为火电机组的发电功率,MW;P i,t WP 为风电机组可用的最大发电功率,MW;P i,t CCHP 为冷热电联产机组的发电功率,MW; 为系统中电用户的用电负荷,MW; 为热泵耗电功率,MW;冷/热负荷需满足式(14)网络中用户的需求:式中, 为系统中用户的冷/热负荷需求,MW; 为冷热电联产机组的供冷/热功率,MW; 为热泵制冷/制热功率,MW; 为冷热双蓄装置的蓄放功率,MW;电热综合能源系统的约束条件由上述各组件的运行条件式(1)~(12)以及系统的电热冷平衡关系式(13)和式(14)所组成。
3.如权利要求2所述的一种电热综合能源系统双层规划方法,其特征在于:步骤二实现方法为,冷热双蓄式热泵的新建成本和电热综合能源系统运行成本最小的目标函数如式(15)~(20)所示:I i EHP =λ EHP ·P i EHP (16)式中, 为热泵、冷热双蓄装置的新建成本,$;λ EHP 、λ HIS 为热泵、冷热双蓄装置的新建折算系数; 为热泵耗电功率,MW; 为冷热双蓄装置的额定蓄放功率,MW; 为火电机组、冷热电联产机组的运行成本,$;μ TP 为火电机组供电的标煤折算系数; 为火电机组的发电功率,MW;P i,t CCHP 为冷热电联产机组的发电功率,MW; 为冷热电联产机组的供冷/热功率,MW;μ P CCHP 、μ Q CCHP 为冷热电联产机组的供电、供冷/供热的标煤折算系数。
4.如权利要求3所述的一种电热综合能源系统双层规划方法,其特征在于:步骤三实现方法为,考虑到该地区的分时电价政策,用电费用最低的目标函数为:minF=F p +F v +F a (21)式中,F为用电费用;F p 为热泵峰时用电费用;F v 为热泵谷时用电费用;F a 为弃风惩罚成本;C p 为峰时用电费用;C v 为谷时用电费用;C a 为弃风惩罚系数; 为热泵耗电功率;P i,t WP 为风电机组可用的最大发电功率。
5.如权利要求4所述的一种电热综合能源系统双层规划方法,其特征在于:步骤四实现方法为,由式(1)、(3)、(4)、(5)、(7)、(8)、(11)~(20)构成上层容量规划模型,由(1)~(14)和(21)~(24)构成下层运行调度模型;上层规划模型属于带不等式约束的混合整数非线性规划问题,使用智能算法进行计算或通过将非线性约束转化为线性约束后,将混合整数非线性规划问题转化为线性规划问题,再由普通算法求解,降低求解难度,提高求解速度;下层调度模型属于线性规划问题,用普通算法求解;电热综合能源系统的双层规划模型对系统机组容量及冷热双蓄式热泵安装地点进行规划,提高风电利用效率,使电热综合能源系统运行成本和冷热双蓄式热泵设备、供热/供冷管网的新建成本最低,同时满足用户用电费用最低的要求,提高用户的用电效率和满意度。