[發明專利]一種多源耦合的綜合能源系統規劃方法

在審

• 申請號: 201710854102.3
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107665377A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 王大成;魏國忠;姜帆;阮琛奐;王海超;崔燦;劉通;歐干新;崔玉順;頓朝暉
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司;國家電網公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司12209
• 代理人: 王來佳

技術領域

本發明屬于綜合能源系統規劃技術領域，尤其是一種多源耦合的綜合能源系統規劃方法。

背景技術

廣義的能源系統包括電力系統、供熱系統、供冷系統和天然氣系統等子系統。在傳統的供能方式下，不同系統是單獨規劃、運行和管理的，這種狀態造成了部分能源設施的重復建設，抑制了能源使用效率的提高和可再生能源的消納。

綜合能源系統是一種存在多種能源交互的能源綜合網絡，是目前能源領域發展的重要形態。綜合能源系統通過冷、熱、電、氣等多能流綜合規劃、協調控制、智能調度與多元互動，能夠顯著提高能源利用效率與分布式可再生能源就地消納能力。

目前已有研究側重于單一供能系統專項規劃與優化配置，對綜合能源系統的協調開發與整體效益考慮不足，尚缺乏多種能源產供用系統性的統籌規劃和集成解決方案。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種多源耦合的綜合能源系統規劃方法。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：

一種典型的綜合能源系統規劃方法，所述系統規劃方法包括：

步驟1)建立綜合能源系統耦合模型，所述模型用于反映能源輸入與能源輸出的關系，并通過列寫數學耦合矩陣來描述冷/熱/電/氣四種能源形式之間的耦合關系；

步驟2)實施區域現狀分析，包括實施區規劃用地現狀分析、市政規劃現狀分析、資源分布現狀分析，所述規劃用電現狀分析用于分析規劃期內不同功能區的面積、建筑面積、人口數量等指標；所述市政規劃現狀分析用于確定實施區域基礎設施的規劃布局、道路建設的規劃布局、綠化的規劃和布局；所述資源分析，包括電力資源、燃氣資源、可再生能源資源、可利用的低品位資源等，用于確定實施區域資源總量。

步驟3)實施區域能源需求預測：依據實施區域不同功能區的規劃布局，及不同功能區能源需求不同的特性，預測各類功能區冷、熱、電、氣的需求；所述實施區域能源需求預測用于確定實施區域的負荷密度，包括熱負荷密度、電負荷密度、燃氣密度。

步驟4)供能設備出力分析，包括風力發電機組、光伏電站、燃氣輪機、地源熱泵等設備出力模型，用于分析設備出力情況。

步驟5)能源站選址定容：在保證系統穩定運行、供能安全可靠的基礎上，一方面綜合考慮系統規劃控制條件、冷熱負荷分布、自然資源分布、區域整體規劃等因素，合理確定能源站選址；另一方面通過確立能源站優化規劃目標函數和約束條件建立求解模型，求解模型得到最佳能源站配置容量。

本發明的優點和積極效果是：

本發明提供的典型綜合能源系統規劃方法，該方法可在滿足冷/熱負荷需求的情況下，優化風電機組、光伏電站、燃氣輪機機組、地源熱泵機組的選址和定容，為綜合能源系統的規劃和運行奠定了基礎。

附圖說明

圖1為本方法的框架圖；

圖2為綜合能源系統耦合模型。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發明的保護范圍。

一種典型的綜合能源系統規劃方法，所述系統規劃方法包括：

步驟1：所述綜合能源系統耦合模型，如圖2所示。所示耦合模型包括能源輸入端(P₀為分布式能源輸入，P_e為電輸入，P_g為氣輸入)，中間能源轉換環節，能源輸出端(L_e為電輸出,L_h為氣輸出，L₀為分布式能源輸出)以及儲能裝置(S₁和S₂)。

步驟1.1：列寫能源系統輸入與輸出的耦合關系：

L＝C P (1)

式(1)中：L是輸出，P是輸入，C是輸入與輸出的耦合矩陣

步驟1.2：列寫內部耦合矩陣的元素

式(2)中：P₀為分布式能源輸入，P_e為電輸入，P_g為氣輸入，L_e為電輸出,L_h為氣輸出，L₀為分布式能源輸出，耦合矩陣里面的元素代表不同形式能源的耦合系數。

步驟2)實施區域現狀分析，包括實施區規劃用地現狀分析、市政規劃現狀分析、資源分布現狀分析。