[發明專利]一種綜合能源規劃與運行聯合優化模型建立方法

在審

• 申請號: 202010563745.4
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111899120A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 馮昊;孫秋潔;葉玲節;楊云露;朱瑤琪;車佳辰;王迪忻;周涉宇;曾四秀;位星;胡婷;李松江
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司經濟技術研究院;湖北澤電新能源科技有限公司;武漢澤電新材料有限公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06F30/20;G06F111/04
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 向彬

1.一種綜合能源規劃與運行聯合優化模型建立方法，其特征在于，包括：

針對綜合能源系統園區，將園區設備選型和運行調度優化統一起來，進行聯合優化；

所述聯合優化模型基于全壽命周期理念，以年綜合成本最小為目標函數，選取經濟性較好的投資規劃方案。

2.根據權利要求1所述的綜合能源規劃與運行聯合優化模型建立方法，其特征在于，所述聯合優化模型基于全壽命周期理念，以年綜合成本最小為目標函數，選取經濟性較好的投資規劃方案，包括：

綜合能源系統園區的全壽命周期成本統籌考慮了各能源設備或系統的規劃、選型、運行、維護和退役在整個壽命周期內發生的直接費用和間接費用的總和，因此本文提出的年綜合成本應包含投資成本、系統維護成本、系統運行成本和折舊成本，具體目標函數公式為：

minC_overall＝C_inv+C_mt+C_oper+C_dep

其中，C_overall為年綜合成本，C_inv為投資成本，C_mt為系統維護成本，C_oper為系統運行成本，C_dep為折舊成本；

園區內各種能源的生產應該保證滿足園區各類負荷最大負荷時的需要，規劃期從能源設備庫內初步篩選能源設備的規劃約束如下：

其中，T_e為可以產電為園區電負荷供給的所有設備的集合，T_h為可以產熱為園區熱負荷供給的所有設備的集合，T_c為可以制冷為園區冷負荷供給的所有設備的集合，且T_e、T_h、T_c均為集合Τ的子集；β_i為選型系數，β_i∈{0,1}，表示設備i是否被選擇，0表示該設備類型未被選擇，1表示該設備類型被選擇，W_i為設備i在額定工作方式下產出相應能源的能量，分別為該園區電、熱、冷最大需求負荷；

園區運行階段需要考慮功率平衡，任一時刻，園區內的電、熱、冷的功率平衡約束如下：

其中，P_i(t)為t時刻設備i的電出力，H_i(t)為t時刻設備i的熱出力，C_i(t)為t時刻設備i的冷出力，L_e(t)為園區t時刻的電負荷，L_h(t)為園區t時刻的熱負荷，L_c(t)為園區t時刻的冷負荷；

園區內每個設備都有其運行特性，出力存在上下限，設備運行約束如下：

W_i^min≤W_i(t)≤W_i^max

其中，W_i(t)為t時刻設備i的出力，W_i^min為設備i的出力下限，W_i^max為設備i的出力上限；

園區供能網絡存在網絡傳輸約束，園區的網架約束如下：

對于電能傳輸網絡在運行過程中，計算各個電負荷節點消耗的電功率時，需要將循環水泵工作時消耗的電功率考慮進去，因此各節點的有功和無功約束方程為

其中，P_si^t和Q_si^t分別為t時刻注入節點的有功和無動，P_Li^t和Q_Li^t分別為負荷節點i在t時刻不考慮循環水泵時的有功和無功，P_pci^t和P_phi^t分別為冷網和熱網的循環水泵消耗電功率；

供熱網絡的運行約束包括供熱負荷節點的換熱器的負荷功率模型，供水管道的溫度約束和流量約束以及循環水泵的工作特性約束：

其中，為換熱器的負荷功率，c_w為水的比熱容，為流過換熱器的熱水流量，T_wj和T_rj分別為換熱器的進水溫度和回水溫度，T_op為管道出水溫度，T_ip為管道進水溫度，T_a為環境溫度，λ為管道單位長度傳熱系數，L為管道長度，m_j為管道流量，m_in和m_out分別為流入和流出節點的流體流量，T_in和T_out分別為混合前流入節點的各流體溫度和混合后流出節點的流體溫度；

供冷網絡的運行特性約束包括供冷負荷節點的風機盤管的負荷功率模型，供水管道的溫度約束和流量約束以及循環水泵的工作特性約束：

通過聯合求解上述公式，得到園區最優規劃方案。