[發(fā)明專利]一種基于遺傳算法的分段式綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910921498.8
• 申請(qǐng)日: 2019-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN110766204B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?bào)愠?/a>;楊志宏;楊冬梅;陳永華;杜煒;劉剛;傅金洲;何國(guó)鑫;陳卉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/12;G06F30/20;G06F111/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

本發(fā)明公開了一種基于遺傳算法的分段式綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法。首先根據(jù)“低谷?高峰?平段?高峰?平段”的分段電價(jià)，將24小時(shí)分為五個(gè)時(shí)段，通過遺傳算法計(jì)算五個(gè)時(shí)段的最優(yōu)優(yōu)化變量矩陣，然后分別構(gòu)建每個(gè)時(shí)段的目標(biāo)函數(shù)與約束條件，最后通過遺傳算法依次細(xì)化計(jì)算每個(gè)時(shí)段的優(yōu)化結(jié)果。本方法能夠盡最大可能約簡(jiǎn)模型約束條件的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)多種能源間運(yùn)行的最優(yōu)配置，實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于遺傳算法的分段式綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

為了更好地應(yīng)對(duì)化石能源逐漸枯竭、環(huán)境污染問題日益凸顯等一系列挑戰(zhàn)，有必要將多種能源資源整合起來，實(shí)現(xiàn)多種能源間的優(yōu)化運(yùn)行，從而提升能源利用效率。然而，與電力系統(tǒng)相比，綜合能源系統(tǒng)具有系統(tǒng)耦合度高、供能方式豐富的特點(diǎn)，使得其在運(yùn)行優(yōu)化的層面面臨更大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

目前，盡管針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化理論的相關(guān)研究較多，對(duì)于綜合能源運(yùn)行優(yōu)化求解模型構(gòu)建層面的研究仍處于探索階段，通常參照電力系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化的建模方式，直接采用全局建模的方法。對(duì)于綜合能源運(yùn)行優(yōu)化問題，由于需要同時(shí)考慮多類型電源、主網(wǎng)互動(dòng)、儲(chǔ)能等因素，直接采用全局建模的方式需要處理的約束條件數(shù)量龐大，模型求解時(shí)容易陷入局部最優(yōu)。因此，尚缺乏一種有效的可推廣的綜合能源運(yùn)行優(yōu)化方法，盡最大可能約簡(jiǎn)模型約束條件的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)多種能源間運(yùn)行的最優(yōu)配置，實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于遺傳算法的分段式綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法，能夠有效地實(shí)現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)多種能源間運(yùn)行的最優(yōu)配置，實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于遺傳算法的分段式綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法：

步驟1：根據(jù)“低谷-高峰-平段-高峰-平段”的分段電價(jià)，將24小時(shí)分為時(shí)段一、時(shí)段二、時(shí)段三、時(shí)段四、時(shí)段五的五個(gè)時(shí)段，時(shí)段一從時(shí)刻1到時(shí)刻T₁，、時(shí)段二從時(shí)刻T₁+1到時(shí)刻T₂，時(shí)段三從時(shí)刻T₂+1到時(shí)刻T₃，時(shí)段四從時(shí)刻T₃+1到時(shí)刻T₄，時(shí)段五從時(shí)刻T₄+1到時(shí)刻24；

步驟2：構(gòu)建包含五個(gè)時(shí)段的運(yùn)行優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)f₁，如下：

其中，c_gas表示燃?xì)鈨r(jià)格,c_i表示時(shí)段i從電網(wǎng)的購(gòu)電價(jià)格，P_i,gas表示時(shí)段i冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)電功率，P_i,net表示時(shí)段i從電網(wǎng)的購(gòu)電量。

步驟3：構(gòu)建包含五個(gè)時(shí)段的約束條件，包括：

(3-1)綜合能源系統(tǒng)中，電功率平衡約束如下：

Aeq₁＝P_i,gas+P_i,net+P_i,pv+P_i,cd-P_i,eth-P_i,etc-eLoad_i

其中，Aeq₁＝0時(shí)滿足電功率平衡約束，P_i,pv表示時(shí)段i光伏的發(fā)電功率，P_i,cd表示時(shí)段i儲(chǔ)電設(shè)備的功率，P_i,eth表示時(shí)段i電制熱設(shè)備的功率，P_i,etc表示時(shí)段i電制冷設(shè)備的功率，eLoad_i表示時(shí)段i的電力負(fù)荷的總需求；

(3-2)綜合能源系統(tǒng)中，熱功率約束如下：