一种含电动汽车的园区级综合能源系统

本发明涉及综合能源优化利用领域，特别涉及可再生能源和不可再生能源复合能源优化利用领域。

背景技术：

1、随着风能、太阳能等可再生能源在园区的广泛应用，电力供应的不确定性和波动性显著增加，传统电力系统经常需要频繁进行负荷调整。日间可再生能源发电高峰期，火电等传统能源需降低负荷以吸收多余电量；而夜间可再生能源发电减少，则又需快速升负荷以满足电力需求。这一过程不仅考验着火电机组调度的灵活性，也导致效率低下、设备磨损加速，整体上制约了电力系统的效能与稳定性。

2、储能系统的引入可以有效缓解以上问题，在可再生能源发电过剩时存储多余电能，在发电不足时释放存储的电能，有效削峰填谷，减少电网波动。储能与传统电力系统的集成运行，极大提升了系统的灵活性和反应速度，确保电力供应能够更加精准地匹配实际需求变化，减少了发电机组不必要的频繁启停与负荷剧烈变动，进而提高了电力系统接纳可再生能源的能力。

3、电动汽车作为新型储能资源的独特优势在于其充电的高效与灵活性，但在电动汽车的充电过程中，有未经过妥善规划与优化的充电行为，可能会引发电力负荷的急剧波动，从而威胁到电力系统整体的稳定性和可靠性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：在可再生能源和不可再生能源协调供能时，如何更为合理的利用可再生能源满足用能需求。

2、本发明所采用的技术方案是：一种含电动汽车的园区级综合能源系统，该园区级综合能源系统包括风力发电和/或光伏发电，天然气网，储电装置，快速充电单元，电动汽车，电负荷，冰蓄冷系统，压缩式制冷机，冷负荷，吸收式制冷机，燃气蒸汽联合循环机组，热负荷，储热装置，电锅炉；其中，风力发电和/或光伏发电发出的电能，天然气网通过燃气蒸汽联合循环机组发出的电能，吸收式制冷机利用燃气蒸汽联合循环机组排放的余热转换的冷能共同作为园区级综合能源系统的总供能源，电负荷用电、冷负荷用冷、热负荷用热、电动汽车用电共同作为园区级综合能源系统的总用能源；所述天然气网从外界获得天然气，所述储电装置用于储存和释放电能，所述储热装置用来储存和释放燃气蒸汽联合循环机组中产生的余热以及电锅炉产生的热量，所述压缩式制冷机和吸收式制冷机用于制冷，所述冰蓄冷系统用于储存和释放冷能，根据园区级综合能源系统第i时段负荷水平ni制定第i时段的电价pi，在电价pi低于设定电价的时段，所述储电装置储存电能，所述储热装置储存热能，所述冰蓄冷系统储存冷能，所述快速充电单元对电动汽车进行充电，在电价pi高于设定电价的时段所述储电装置释放电能，所述储电装置释放电能，所述储热装置释放热能，所述冰蓄冷系统释放冷能；设定时间间隔，将一天分为相同的r个间隔，i为小于等于r的自然数，根据园区级综合能源系统第i时段实时负荷水平ni制定第i时段的电价pi包括如下步骤

3、步骤一、确定第i时段负荷水平ni，第i时段负荷水平ni是第i时段综合能源系统的实时负荷li与设定负荷l的比值即ni=li/l，所述实时负荷li是指第i时段电负荷用电、冷负荷用冷、热负荷用热的总负荷；

4、步骤二、设定电价调整参数，根据总用能源的波动特性，设定电价调整参数：k1、k2、k3和k4，电价调整参数用于定义不同负荷水平下的电价调整幅度，0<k1<k2<k3<k4；

5、步骤三、设定一个可变参数 m， m表示所有电动车充电耗能占总供能源的比重，m的作用是对电价的调整幅度进行微调，以便更好地反应负荷水平的变化；

6、步骤四、制定第i时段的电价pi与i-1时段负荷水平ni-1的映射关系，

7、当0＜ni-1≤0.8时，pi=(ni-1-k2m)p0；

8、当0.8＜ni-1≤0.9时，pi=(ni-1-k1m)p0；

9、当0.9＜ni-1≤1时，pi=(ni-1-m)p0；

10、当1＜ni≤1.1时，pi=(ni-1+m)p0；

11、当1.1＜ni≤1.2时，pi=(ni-1+ k1m)p0；

12、当1.2＜ni≤1.3时，pi=(ni-1+ k2m)p0；

13、当1.3＜ni≤1.4时，pi=(ni-1+ k3m)p0；

14、当1.4＜ni时，pi=(ni-1+ k4m)p0；

15、其中，p0为基准电价；

16、步骤五、设定价差约束：为了防止电价与负荷的异常波动，相邻时段的价差设定为| pi- pi-1|≤pmax，pi-1为制定第i-1时段的电价，pmax为相邻时段价差允许的最大值；

17、步骤六、根据步骤四和步骤五获得第i时段的电价pi。

18、所述设定负荷l取前一天或者多天的每个时段的实时负荷li的平均值，对于第一天的设定负荷l取第一天的第一个时段的实时负荷值。

19、在风力发电和/或光伏发电发出的电能占总供能源的比例大于设定比例时，所述储电装置储存电能，所述储热装置储存热能，所述冰蓄冷系统用于储存冷能；在风力发电和/或光伏发电发出的电能占总供能源的比例小于设定比例时，所述储电装置释放电能，所述储热装置释放热能，所述冰蓄冷系统用于释放冷能。

20、当吸收式制冷机制冷不能满足冷负荷需要时，冰蓄冷系统开始释放冷能供冷负荷使用，当吸收式制冷机制冷和冰蓄冷系统释放的冷能之和不能满足冷负荷需要时，启动压缩式制冷机制冷供冷负荷使用；当燃气蒸汽联合循环机组中产生的余热不能满足热负荷需要时，储热装置开始释放热能供热负荷使用，当燃气蒸汽联合循环机组中产生的余热和储热装置释放热能之和不能满足热负荷需要时，电锅炉开始启动制热供热负荷使用。本发明的工作原理为：燃气蒸汽联合循环机组产生的余热被多途径高效利用，一部分供给吸收式制冷机进行余热转换制冷，一部分储存在储热装置中以备后续使用，剩余部分则直接服务于园区的热能需求。系统采用实时电价机制，该机制依据系统实时工况动态调整电价，作为反映系统即时供需状态的指标。当系统负荷较低或可再生能源充足时，实时电价机制会指示当前电价较低，此时系统采取储能策略。储电装置、储热装置与冰蓄冷系统会利用成本较低的电能进行电、热和冷储能，同时鼓励电动汽车在此低电价窗口期进行快速充电。当系统负荷较高或可再生能源供应紧张时，实时电价机制将反映为电价升高。此时，系统内已储存的电能与热能会被释放以补充需求，冰蓄冷空调切换到融冰供冷模式，以储存的冷能供冷，有效缓解高峰时段的供冷压力。

21、本发明的有益效果是：本发明通过协调利用储电装置、冰蓄冷系统、储热装置进行储存能量，提高了储能的总量和释放的速度。本发明通过不同时段的电价，促使用户在用电高峰期少用电，在用电低峰期多用电，缓减了用电高峰期用电紧张的问题。本发明融合可再生能源出力的随机波动特性、电动汽车充电行为的具体需求以及整体储能资源的智能化调度，通过实时监测与动态调整各组成部分的工作模式，实现电能利用的最优化配置，确保系统运行的高效流畅与高度稳定性。