[發(fā)明專利]一種用戶側(cè)綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化配置方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011377834.6
• 申請(qǐng)日: 2020-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN112465228B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉丁豪;李哲;吳高翔;彭文鑫;戴豪礽;崔洪博;陳濤;向菲;江金洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/0631;G06Q50/06
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 賀春林

1.一種用戶側(cè)綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，其特征在于，優(yōu)化配置方法如下：

S1:根據(jù)西南地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)，針對(duì)運(yùn)行設(shè)備效率隨環(huán)境和出力變化的特點(diǎn)，建立設(shè)備的全工況能量轉(zhuǎn)換模型，全工況能量轉(zhuǎn)換模型包括天然氣內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、熱水型燃?xì)忮仩t、熱水型余熱鍋爐、吸收式制冷機(jī)、光伏和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)、水源熱泵以及蓄能裝置；

S2:計(jì)算年投資成本、年運(yùn)行成本、運(yùn)行能耗成本、年環(huán)境成本計(jì)算系統(tǒng)的年投資運(yùn)行總成本為目標(biāo)，建立集電氣熱冷能于一體的西南地區(qū)綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化配置模型；

S3:對(duì)模型進(jìn)行分段線性化處理，將天然氣功率表示為為電功率和負(fù)荷率的非線性函數(shù)，根據(jù)發(fā)電功率與負(fù)荷率的函數(shù)關(guān)系，將非線性函數(shù)按照0.1p.u.的等效間隔，降低模型的非線性度；

S4:得出了西南地區(qū)用戶側(cè)綜合能源系統(tǒng)在全工況用能場(chǎng)景下的最優(yōu)配置；

以總成本為目標(biāo)建立系統(tǒng)優(yōu)化配置的目標(biāo)函數(shù)

C＝C_I+C_O+C_E+C_CE???????????(1)

式(1)中：C為年度總成本；C_I為年投資成本；C_O為年運(yùn)行成本；C_E為年運(yùn)行能耗成本；C_CE為年環(huán)境成本；

式(2)中：年投資成本C_I中，n_equ是設(shè)備的臺(tái)數(shù)；s_equ是單臺(tái)設(shè)備的容量；μ_equ是設(shè)備的單位容量投資成本；r是年利率；y是設(shè)備的壽命；年運(yùn)行成本C_O中，d是典型日類別，d＝1表示冬季，d＝2表示夏季，d＝3表示過(guò)渡季；Nd表示典型日累計(jì)天數(shù)；P_equ表示設(shè)備的功率；λ_equ為設(shè)備單位功率的運(yùn)行成本；和分別為儲(chǔ)能es的充能和放能功率；λ_es為儲(chǔ)能單位充放能功率的成本；年運(yùn)行能耗成本C_E中，為從外部電網(wǎng)的購(gòu)電功率；為向外部電網(wǎng)的售電功率；λ_ele,b和λ_ele,s分別是購(gòu)售電單價(jià)；為從外部氣網(wǎng)的購(gòu)氣功率；λ_gas為購(gòu)氣單價(jià)；為從外部熱網(wǎng)的購(gòu)熱功率；λ_h為購(gòu)熱單價(jià)；年環(huán)境成本C_CE中，κ為碳排放成本；γ_ele和γ_gas分別為單位電功率和天然氣功率的等值二氧化碳排放因子；

基于西南地區(qū)豐富的水資源、風(fēng)光資源、天然氣資源，在功率平衡約束中，考慮以天然氣為主的燃料功率平衡約束、以水資源為主的熱功率平衡約束和冷功率平衡約束、以風(fēng)光資源為主的電功率平衡約束；

式(3)中：燃料功率平衡約束中，和分別為天然氣內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和燃?xì)忮仩t在t時(shí)刻消耗的天然氣；電功率平衡約束中，和分別為光伏、風(fēng)電、燃?xì)廨啓C(jī)和天然氣內(nèi)燃機(jī)的輸出電功率；為電負(fù)荷；和分別為電儲(chǔ)能的充放電功率；熱功率平衡約束中，和分別為燃?xì)忮仩t、天然氣內(nèi)燃機(jī)、余熱鍋爐和水源熱泵的輸出熱功率；為熱負(fù)荷；和為熱儲(chǔ)能的充放能功率；冷功率平衡約束中，和分別為吸收式制冷機(jī)和水源熱泵的輸出冷功率；為冷負(fù)荷；和為冷儲(chǔ)能的充放能功率；煙氣功率平衡約束中，和分別為天然氣內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)輸出高溫?zé)煔夤β剩缓头謩e為余熱鍋爐和吸收式制冷機(jī)消耗的高溫?zé)煔夤β省?/p>

2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種用戶側(cè)綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化配置方法，其特征在于：天然氣內(nèi)燃機(jī)的數(shù)學(xué)模型為：

式(4)中：是天然氣內(nèi)燃機(jī)i在季節(jié)d時(shí)刻t的發(fā)電效率，隨天然氣內(nèi)燃機(jī)出力變化而變化；是天然氣內(nèi)燃機(jī)i缸套水余熱占總余熱的比重；是天然氣內(nèi)燃機(jī)i煙氣余熱占總余熱的比重；為天然氣內(nèi)燃?xì)鈏的啟停狀態(tài)，是0-1二進(jìn)制變量；和分別天然氣內(nèi)燃機(jī)的最小和最大電功率系數(shù)；式中表示當(dāng)天然氣內(nèi)燃機(jī)數(shù)量i大于實(shí)際數(shù)量n_GE時(shí)，為停止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)天然氣內(nèi)燃機(jī)數(shù)量i小于實(shí)際數(shù)量n_GE時(shí)，為停開啟狀態(tài)。