[發明專利]一種綜合能源系統及其運行優化方法

在審

• 申請號: 202010987915.1
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112069720A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 陳磊;張能漢;簡禧彥;吳鵬飛;林興洋
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F30/25
• 分類號: G06F30/25;G06Q10/04;G06Q50/06;G06N3/00;G06F111/06;G06F113/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開了一種綜合能源系統運行優化方法，包括建立CCHP冷熱電聯供發電系統模型并設定邊界條件；引入階梯氣價和隨季節調整的階梯電價模型；確定CCHP冷熱電聯供發電系統的約束條件、目標函數與優化變量；初始化CCHP冷熱電聯供發電系統的參數，采用改進雜交粒子群算法計算得到不同時段CCHP中發電機的功率、熱負荷、冷負荷、CCHP系統與電網交互的電量、CCHP中蓄電池的充放電功率、熱回收系統提供的冷功率和電制冷機制冷所消耗的電功率；通過綜合評價模型，綜合考慮一次能耗節省率、環境成本節省率和經濟成本節省率，實現綜合能源的綜合配置運行優化目的；采用改進的雜交粒子群算法能快速穩定的找到合理的全局最優解目的。

技術領域

本發明屬于綜合能源系統優化領域，涉及一種綜合能源系統及其運行優化方法，更具體的涉及一種基于改進雜交粒子群算法的綜合能源系統及其運行優化方法。

背景技術

隨著煤炭、石油等傳統化石能源的日益枯竭，世界各國開始重視并開發可再生能源，其相關技術也得到快速發展。綜合能源系統能夠將多種能源整合起來，并且實現多種能源互相優化運行，提升能源的利用率。然而，綜合能源系統供能方式多樣，所以為了實現綜合能源系統的進一步優化仍然面臨挑戰。

目前，盡管對綜合能源系統運行優化的理論和成果較多，但是由于需要考慮大量因素，且算法容易陷入“早熟”，因此，綜合考慮節能性和經濟性的綜合能源運行優化方法亟待人們研究探索。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種基于改進雜交粒子群算法的綜合能源系統及其運行優化方法，現綜合能源的綜合配置運行優化目的；采用改進的雜交粒子群算法實現避免粒子群出現早熟和陷入局部最優的缺點，能快速穩定的找到合理的全局最優解目的。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種綜合能源系統運行優化方法，包括以下步驟：

S1，建立CCHP冷熱電聯供發電系統模型并設定邊界條件；

S2，引入階梯氣價和隨季節調整的階梯電價模型；

S3，基于S1的邊界條件和S2引入的階梯氣價和隨季節調整的階梯電價模型確定CCHP冷熱電聯供發電系統的約束條件、目標函數與優化變量；

所述目標函數中考慮一次能源節省率；

S4，初始化CCHP冷熱電聯供發電系統的參數，基于S3所述約束條件、目標函數與優化變量，采用改進雜交粒子群算法計算得到不同時段CCHP中發電機的功率、熱負荷、冷負荷、CCHP系統與電網交互的電量、CCHP中蓄電池的充放電功率、熱回收系統提供的冷功率和電制冷機制冷所消耗的電功率；

改進雜交粒子群算法中，在每次迭代時，粒子在迭代過程中，通過個體最優解和全局最優解更新自身速度和位置過程中引入線性遞減的時變權重以及同步變化的學習因子。

S1中，CCHP冷熱電聯供發電系統模型具體如下：(1)燃氣發電機模型：

E_Gt,i,t＝P_Gt,i,tΔt

式中F_Gt,i,t為第i臺燃氣發電機在t時段的天然氣耗量；E_Gt,i,t為第i臺燃氣發電機在t時段提供的能量；E_Gt,i,t為燃氣發電機t時段提供的電能；η_Gt,i,t為第i臺燃氣發電機在t時段的發電效率；a_i、b_i、c_i、d_i為第i臺燃氣發電機的效率系數；P_Gt,i,t、為第i臺燃氣發電機在t時段的電功率和標幺值(pu)；

(2)風力發電機模型：