[發明專利]一種跨時空能源綜合配置優化方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 202110048426.4
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112699615B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 徐波;金艷鳴;徐志成;張富強;魯剛;黃海;方朝雄;項康利;黃夏楠
• 申請（專利權）人: 國網能源研究院有限公司;國網福建省電力有限公司經濟技術研究院
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06Q10/04;G06Q50/06;G06F111/04;G06F111/06
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 李斌

1.一種跨時空能源綜合配置優化方法，其特征在于，所述方法包括：

以能源供應總成本最小為目標構建線性規劃模型，求解得到發電能源需求總量和結構，作為內層優化模型及外層優化模型的邊界條件；

以各區域不同水平年的運行成本最小為目標構建內層優化模型；

以系統供電成本最小為目標構建外層優化模型；

對所述內層優化模型及外層優化模型求解得到各類電源裝機容量和聯網方案；

根據能源成本、建設成本、運維成本、設備資產殘值構建線性規劃模型；

目標函數形式如下：

minCR+CI+CO-CS(1)

其中，CR、CI、CO、CS分別表示規劃期的能源成本、建設成本、運維成本、設備資產殘值；

(1)能源成本

式中，下標t代表水平年，T為規劃周期長度，r為規劃期的折現率，z代表區域，Z代表劃分的區域數目，CR_mine,z,t表示區域z水平年t的能源開采費用，CR_import,z,t表示區域z水平年t的能源進口費用，CR_export,z,t表示區域z水平年t的能源出口收益；

式中，cf_mine,z,t,r、cf_import,z,t,r、cf_export,z,t,r分別表示區域z水平年t能源r單位開采、進口和出口費用；Fo_mine,z,t,r、Fo_import,z,t,r、Fo_export,z,t,r分別表示區域z水平年t能源r的開采量、進口量和出口量；

(2)建設成本

建設成本表示為：

式中，下標m代表技術類型，M為技術集合，表示區域z水平年t技術m新增單位容量建設成本，表示區域z水平年t技術m新增裝機容量；

(3)運維成本

式中，分別表示區域z水平年t技術m固定運維成本、可變運維成本，表示區域z水平年t技術m裝機規模，表示區域z水平年t技術m累積活動水平；

(4)設備殘值

式中，cs_z,t,m表示區域z水平年t技術m退役單位容量殘值，表示區域z水平年t技術m的退役容量；

內層優化模型的優化目標如下：

式中，C_oper代表電力系統運行成本，OM_z,t、CF_z,t、CC_z,t分別表示各區域不同水平年的運維成本、燃料成本和環境成本；

(1)運維成本

式中，下標p表示電源類型，Ω表示電源集合，X_z,t,p表示區域z水平年t電源p的累積裝機容量，表示區域z水平年t電源p單位容量固定運維成本，表示區域z水平年t電源p度電可變運維成本，H_z,t,p表示區域z水平年t電源p年利用小時數，表示區域z水平年t輸電通道單位容量固定運維成本，表示區域z與z'間輸電通道的額定容量，表示水平年t區域z與z'間輸電通道距離；

在內層優化模型中，為計及不同區域大規模新能源發電出力的季節差異和互補特性，本發明將各區域新能源發電出力變化歷史數據，聚類成多個典型新能源出力場景，利用小時級生產模擬刻畫電力系統運行特性；區域z水平年t電源p年利用小時數表達為：

式中，j、s、n分別代表季節、場景和小時，J表示季節集合，S_j表示季節j對應的新能源發電出力場景集合，N表示各場景劃分的時段數，π_j表示季節j包含的天數，ρ_z,t,j,s表示區域z水平年t季節j場景s出現的概率，P_z,t,p,j,s,n為區域z水平年t電源p季節j場景s小時n的出力；

(2)燃料成本

式中，cf_z,t,p表示區域z水平年t電源p單位發電燃料成本；

(3)環境成本

式中，分別表示區域z水平年t度電碳排放成本和度電污染成本；

外層優化目標函數如下：

F＝minC_inv+C_oper??????????????????(14)

式中，C_inv代表電力系統建設成本；

系統建設成本表示為

式中，表示區域z水平年t電源p新增單位容量建設成本，表示區域z水平年t電源p新增裝機容量，表示水平年t區域z和z'新增跨區輸電通道建設成本。