[發明專利]園區綜合能源系統的多階段容量配置方法及配置系統

有效

• 申請號: 202110251335.0
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112907098B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 周洪偉;郭莉;宗炫君;鄒盛;孫永輝;楊凱;王建喜;李志鵬;沈高鋒;張敏;吳晨
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司經濟技術研究院;河海大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 王萍;肖繼軍

1.一種園區綜合能源系統的多階段容量配置方法，其特征在于，所述多階段容量配置方法包括以下步驟：

(1)采集園區綜合能源系統信息；

(2)建立園區綜合能源系統的多階段規劃模型；

(3)建立園區綜合能源系統各供用能設備運行模型，包括光伏模型、燃氣輪機模型、熱泵模型、燃氣鍋爐模型、電鍋爐模型、電制冷機模型、吸附式制冷機模型、儲能系統模型，其中，所述儲能系統包括電儲能、熱儲能與冷儲能三種模型；

(4)設置園區綜合能源系統穩定運行約束條件，包括功率平衡約束、設備出力約束、儲能充放約束；其中儲能約束如下式所示：

式中：μ_m”和分別為儲能設備的儲能量狀態上下限，和分別為儲能設備充能與放能的上限，和 分別 表示第t時刻儲能設備充能與放能功率，ν為0-1變量，E_m”,1和E_m”,24分別表示調度周期始末儲能設備m”的儲能量，E_m”,t表示t時刻儲能設備m”的儲能量，S_m”是儲能設備m”在任意一個規劃階段累計已安裝的儲能設備容量；

(5)建立包含投資成本、運行維護成本、設備殘值在內的單目標優化模型；其中設備殘值模型按下式計算

式中：R_N為規劃最后一階段的初始年折現系數，δ_m和A_m分別為第m種設備的凈殘值率和壽命，T_m是第m種設備從裝配到園區規劃結束所經歷的總年數，N為規劃周期設定的階段數，M為設備種類數，和P_n,m分別是第m種設備在規劃階段n的投資成本與配置容量；

(6)采用內點法-障礙函數法對園區綜合能源系統的多階段容量配置模型進行求解，其中，所述園區綜合能源系統的多階段容量配置模型包括園區綜合能源系統多階段規劃模型、各供用能設備的運行模型、園區綜合能源系統穩定運行約束條件以及單目標優化模型，具體包括：

6.1建立優化目標函數：

min C(x)＝C^inv+C^ope-C^rv

R_i(x)≤0,i＝1,...,I

Ax＝b

其中：x表示的是決策變量，包括某種設備的配置容量、從外部電網的購電功率；C^inv為投資成本，C^ope為運行維護成本，C^rv為設備殘值；第二個式子與第三個式子分別用來表示約束條件中的不等式約束與等式約束，不等式約束包括各供用能設備的出力上下限約束，儲能設備的容量約束以及儲能設備充放電功率約束，等式約束包括園區綜合能源系統的功率平衡約束和儲能設備調度周期始末儲能量平衡約束，I是總的不等式約束的個數；

6.2在6.1的優化目標函數中添加一個障礙函數來代替約束條件中的不等式約束；

Ax＝b

6.3將障礙函數f(u)取為：

f(u)＝-(1/l)log(-u)

式中：l是用于確定近似程度的參數，對數log以10為底，則優化目標求解轉化為：

min lC(x)+φ(x)

subject to Ax＝b

其中：

6.4置迭代次數k＝0；

6.5給定變量初值x^(k),l^(k)＞0，比例因子μ＞1，設置誤差閾值ε＞0；

6.6從x^(k)開始，在Ax＝b的約束下極小化lC(x)+φ(x)，并確定最優解x^*(l^(k))；

6.7更新x的值，令x＝x^*(l^(k))；

6.8若I/l^(k)＜ε，則退出迭代，x^*即為最優解，否則，置k＝k+1，并增加l的值，令l^(k+1)＝μl^(k)，返回6.5重新迭代。