[發明專利]基于情景分析的綜合能源系統模型比較方法和優化系統

有效

• 申請號: 202010311930.4
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111626558B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 張淑婷;林小杰;王安陽;吳燕玲;鐘崴
• 申請（專利權）人: 浙江大學;無錫華光環保能源集團股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/0639
• 分類號: G06Q10/0639;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明針對綜合能源系統模型比較和優化問題，建立了一種基于情景分析的綜合能源系統模型比較方法和優化系統。本發明基于供需平衡，以設備容量限制、能源結構邊界約束條件，根據多目標準則建立了綜合能源系統模型對比量化方法。同時，基于運行情景分析模型，并以經濟效益為優化目標和評價參量，以多品位異質能源流供給量為變量，構建了綜合能源系統能源模型供需配置規劃優化方法。最后，本發明控制輸入數據的一致性，針對多個研究對象進行模型差異分析和敏感性分析，獲得優化供需配置全部信息，最終生成綜合能源系統優化配置模型。本發明能夠為綜合能源系統優化規劃提供客觀有效的模型比較方法、規劃設計和優化改造方案。

技術領域

本發明涉及綜合能源系統模型比較方法，屬于綜合能源系統領域，具體涵蓋一種基于情景分析的綜合能源系統模型比較方法和優化系統。

技術背景

當前，我國能源消費不斷增長，如何實現革新能源利用方式、提高能源利用效率、增加可再生能源消納是目前能源結構轉型升級面臨的重要問題，也是研究的焦點。在“互聯網+”和物聯網技術驅動下，實現多品位能源梯級利用、多能流協調互補的關鍵技術綜合能源系統應運而生。綜合能源系統是整合一定區域內多種能源(煤炭、石油、天然氣、電能、熱能等)實現多異質能源子系統之間協調規劃、協同優化和交互響應的一體化能源系統。

綜合能源系統以清潔、高效為目標，包括不穩定的太陽能、風能，進一步增加了能源基礎設施的復雜性。在上述背景下，近年來，大量針對不同關注點的綜合能源系統模型隨即產生。由于綜合能源系統模型建立過程中往往應用不同數據結構和數學方法，導致其得出的結果具有不可比性。目前鮮有學者關注不同模型間的可比性問題及比較方法，使得綜合能源系統領域內模型繁多而難以統一衡量，使其優化規劃問題難以獲得最佳決策。

考慮到綜合能源系統涉及多種能源和多品位能源，如何系統地、完整地實現模型內部呈現和將不同模型計算得到的不同結果與其模型特性一一聯系起來成為了解決模型間比較的關鍵。本發明針對上述問題，提出了一種基于情景分析的綜合能源系統模型比較方法，通過控制輸入參數的一致性，設置典型情景，利用模型試驗，定量分析了不同技術建模方法對結果的影響，將模型計算結果與模型特性聯系起來，并通過敏感性分析揭示建模方法的優缺點和計算結果的穩健性，為開展進一步的綜合能源系統設計規劃和優化改造提供依據。

發明內容

針對目前綜合能源領域存在系統模型粒度不一，供需配置規劃優化方法參差不齊的問題，本發明的目的是提出一種基于情景分析的綜合能源系統模型比較方法和優化系統，基于運行情景分析模型，以經濟效益為優化目標和評價參量，以多品位異質能源流供給量為變量，通過控制輸入數據的一致性，針對多個研究對象進行模型差異分析和敏感性分析，為綜合能源系統優化規劃提供客觀有效的模型比較方法、規劃設計和優化改造方案。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種基于情景分析的綜合能源系統模型比較方法，包括如下步驟：

步驟S1，建立綜合能源系統典型運行情景分析模型。基于國內外綜合能源系統發展現狀，構建了外源式、分布式、潛力式三類典型情景模型，用于支撐綜合能源系統模型的對比評價和配置優化。

步驟S11，建立外源式典型情景模型，其承擔系統內部用能需求的65％～90％，其中，外部能源承擔系統內部用能需求的45％～65％，外部電力如國家電網，外部熱力如城市集中供暖、園區集中供暖；考慮到光電、風電的供給不穩定性帶來的調峰難度和設備復雜性增加，將可再生能源利用比例降低至系統內部用能需求的10％以下，僅負責系統中住宅、辦公部分建筑供能；穩定的傳統能源內部機組設備承擔系統內部用能需求的10％～20％，如火電機組、熱電聯產機組、燃氣鍋爐；由于儲能設備設置較少，且源側具有較高靈活性，荷側不設置需求響應機制。系統內部用能需求未能滿足部分通過設置懲罰系數計算其成本。