[發明專利]一種計及電能替代效果的園區級綜合能源系統優化方法

有效

• 申請號: 202010793527.X
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111985702B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 劉自發;高建宇
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/063;G06Q50/06
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種計及電能替代效果的園區級綜合能源系統優化方法，其特征在于，包括：

園區級綜合能源系統各單元建模步驟S110：

全面分析園區級綜合能源系統內部的耦合設備并對各單元進行建模，為綜合評價指標的量化計算奠定基礎，其中，園區級綜合能源系統結構主要包含分布式電源、能源耦合設備和儲能裝置，具體來說，包含風電、光伏電源，熱電聯產機組，電鍋爐，燃氣鍋爐，熱泵，電制冷機，吸收式制冷機，蓄電池，儲熱裝置，冷儲裝置；

園區綜合能源系統評價指標體系建立步驟S120：

建立園區建設方案的綜合評價指標體系，分析并得出各指標的量化計算模型，該指標體系包括社會性指標、能效指標、可靠性指標、經濟性指標和環保型指標；

組合賦權模型構建步驟S130:

基于評價指標體系及其量化方法計算，根據主客觀權重相結合的原則，構建基于“權重偏差向量最小”的組合賦權模型；

最優權重確定步驟S140：

采用粒子群算法進行單目標尋優，確定綜合評價指標的最優權重；

園區綜合能源系統建設方案的評級評分步驟S150：

基于物元可拓模型分析綜合能源系統建設方案，計算待評方案的等級和綜合評分結果；

園區級綜合能源系統建設方案分析及優化步驟S160：

比較上述步驟所求得不同方案的評價結果，選取綜合評分和等級最高的方案作為最優方案，并分析最優方案的薄弱環節，針對選取的重要指標進行靈敏度分析，計算方案最優評分下的指標數值，返回所選擇的最優方案并對其做進一步優化調整。

2.根據權利要求1所述的優化方法，其特征在于：

在步驟S110中，相關模型具體為：

1.風力發電模型

風力發電模型反映其發電功率與風速的關系，表達式為

式中P_W、P_e為風機的輸出功率和額定功率；v、v_ci、v_e、v_co分別為實際風速、切入風速、額定風速和切出風速；a₀、b₀、c₀分別為特性曲線參數；

2.光伏電源模型

光伏發電的輸出功率特性表達式為

式中P_pv為光伏電源實際輸出功率，F為實際光照強度，ε為功率溫度系數；T_s為光伏電池表面實際溫度，P_stc、F_stc、T_stc分別為標準測試條件下的輸出功率、光照強度和表面溫度；

3.熱電聯產機組(CHP)

熱電聯產機組模型采用簡化的定效率模型方便求解，其表達式為

式中為熱電聯產機組的發電功率和制熱功率，為熱電聯產機組的天然氣消耗量，β_g為天然氣轉換系數，為CHP機組的發電效率和制熱效率；

4.能源耦合設備

綜合能源系統的能源耦合設備包括電鍋爐、燃氣鍋爐、熱泵、電制冷機、吸收式制冷機，實現了不同能源形式之間的相互轉換，采用定效率的數學模型加以描述

式中，和為能源耦合設備j的輸出和輸入功率，η_j為j設備運行效率；

5.儲能設備

儲能設備是園區級綜合能源系統的重要組成部分，包含儲電、儲熱和儲冷三種形式，其運行特性為

式中，分別為t-1和t時刻的存儲能量，為儲能設備損耗率，分別為儲能設備的充電和放電效率，分別為儲能設備的充電和放電功率，Δt為時間間隔。