[發(fā)明專利]一種廣域綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃方法

在審

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• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112862352A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 汪平;楊楠;丁力;賀曉倩;張謝天
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 余山

一種廣域綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃方法，它包括以下步驟：1）建立用戶用能決策的效用模型，對電力用戶綜合用能決策進行分析；2）分別構建綜合能源系統(tǒng)中各類主體的規(guī)劃模型，建立供能決策機構對供需雙側污染排放的評估模型；3）構建面向廣域綜合能源系統(tǒng)的雙層動態(tài)博弈規(guī)劃模型；4）利用迭代搜索法對模型進行求解。本發(fā)明的目的是在多重異質能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃的背景下提供一種計及電力用戶綜合用能決策和供暖改造決策導向的廣域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃方法，以進一步提升綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃的精確性。

技術領域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)規(guī)劃研究領域，尤其涉及電力能源系統(tǒng)規(guī)劃領域。具體說是本發(fā)明提出了一種計及電力用戶綜合用能決策和供暖改造決策導向的廣域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃方法。

背景技術

近年來，面對日益加深的能源環(huán)境危機，從更大范圍的宏觀角度來統(tǒng)籌考慮不同類型能源系統(tǒng)的發(fā)展問題，從而提高能源的綜合利用效率已成為世界各國的普遍共識。以我國為例，為解決日益嚴重的大氣污染問題，我國供能決策機構在京津冀地區(qū)推動大規(guī)模煤改電、煤改氣計劃，然而由于不同能源系統(tǒng)是獨立規(guī)劃、獨立設計，彼此之間缺乏統(tǒng)籌協(xié)調，在煤改過程中雖然有效降低了燃煤消耗，緩解了大氣污染，但又導致北方在冬季供暖季出現(xiàn)大規(guī)模氣荒，嚴重影響居民正常生活。由此可見，傳統(tǒng)將不同能源系統(tǒng)割裂開分別進行規(guī)劃的思路已經(jīng)無法滿足當今能源發(fā)展的需要，而從更大范圍的宏觀角度出發(fā)，打破異質能源間的壁壘，研究面向廣域多重異質能源系統(tǒng)的聯(lián)合規(guī)劃理論具有重要的理論和工程意義。

目前，針對綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃方法已經(jīng)有了一定研究，其主要是考慮綜合能源系統(tǒng)中多種能源的耦合特性，通過研究多種能源之間的轉化關系，以最低投資運行費用或效用最大為目標，構建考慮多種能源系統(tǒng)之間相互影響的規(guī)劃模型，并利用相關算法進行求解，這類規(guī)劃方法主要是針對區(qū)域綜合能源系統(tǒng)。從整體來看，現(xiàn)有研究一方面涉及的供能范圍相對較小，多是工業(yè)園區(qū)或者城鎮(zhèn)，一般不涉及省域大范圍的能量傳輸；另一方面，其能量耦合節(jié)點一般集中在能源供給側，如燃氣輪機、燃氣鍋爐、空氣能熱泵等，而且其不同能源形式間存在物理上的耦合關系，因而其能量轉換關系也是清晰而明確的。因此，可以說目前人們研究提出的綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃方法，是一種面向剛性強耦合的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃方法。

事實上，從整個社會的宏觀角度來看，由于人們在能源消費過程中，可供其選擇的能源形式日趨多樣化，如天然氣、電能、燃煤等。而在較長的時間尺度下，受市場環(huán)境、供暖改造決策導向等因素的影響，人們對不同形式能源的選擇也并非一成不變，而且由于人們的能源消費需求往往相對穩(wěn)定，如生產(chǎn)、取暖、照明、烹飪等，因此，從能源需求側來看，在中長期時間尺度下，受市場、供暖改造決策、環(huán)境等因素影響，人們的用能負荷有可能會在不同形式的能源之間發(fā)生轉移。而這種轉換是以人的用能決策為紐帶進行，這也就意味著，不同形式的異質能源會在用戶側實現(xiàn)耦合。而從已有研究來看，在更大范圍內考慮用戶側不同能源形式之間弱耦合關系的研究尚未見報道。

需求側用戶的綜合用能決策和供給側各類能源公司的投資建設均受供能決策機構決策導向的影響，尤其在現(xiàn)階段供改造、電能替代等項目中，供能決策機構發(fā)揮的作用尤為顯著。而將供能決策機構作為一個獨立的決策主體，充分考慮供能決策機構在綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃過程中主動性的研究目前尚未見報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是在多重異質能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃的背景下提供一種計及電力用戶綜合用能決策和供暖改造決策導向的廣域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃方法，以進一步提升綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃的精確性。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種廣域綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃方法，它包括以下步驟：

1)建立用戶用能決策的效用模型，對電力用戶綜合用能決策進行分析；

2)分別構建綜合能源系統(tǒng)中各類主體的規(guī)劃模型，建立供能決策機構對供需雙側污染排放的評估模型；

3)構建面向廣域綜合能源系統(tǒng)的雙層動態(tài)博弈規(guī)劃模型；