[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

一種園區綜合能源系統的多階段容量配置方法及配置系統。首先分析典型園區綜合能源系統的建設特點，將園區綜合能源系統的規劃周期劃分為多個階段，并根據負荷的逐年增長特征逐步增加該園區中每臺設備的配置容量，建立園區綜合能源系統的多階段容量配置模型；然后，在已知園區綜合能源系統拓撲的基礎上，建立各能源轉換設備運行模型，同時考慮包括能量平衡、設備出力、儲能充放電等在內的各種約束條件；其次，考慮系統的投資成本、運行維護成本、設備殘值，建立經濟型優化目標函數；最后，通過算例分析驗證了所述模型與方法對園區綜合能源系統容量配置方面的有效性與合理性，本發明可為園區綜合能源系統的規劃、設備容量配置提供參考。

技術領域

本發明屬于能源系統優化配置技術領域，具體涉及一種園區綜合能源系統的多階段容量配置方法和配置系統。

背景技術

與傳統的能源供應系統相比，園區綜合能源系統具有更高的能源綜合利用效率，是能源領域的重要發展趨勢。因此，園區綜合能源系統的規劃對于促進能源結構的轉變具有重要意義。然而，目前廣泛采用的園區綜合能源系統規劃方案往往將園區內需要的設備一次性規劃好，均假設在整個規劃周期內園區的負荷是維持不變的，沒有考慮到負荷的逐年增長特性，使得園區綜合能源系統在運行階段的經濟性與設計階段的預期目標不符，存在超前施工，運行初期設備閑置，運行后期設備老化，容量不足等問題，嚴重限制了園區綜合能源系統的運行經濟性和能源供應效率。

因此在園區綜合能源系統的規劃中考慮建設時序，將園區的規劃周期分為多個階段進行，具有重大的實際意義。本發明提出一種區域綜合能源系統的多階段容量配置方法，根據負荷的逐年增長特征逐步增加該園區中每臺設備的配置容量，建立園區綜合能源系統的多階段容量配置模型、園區各設備運行模型和考慮建設經濟性的園區規劃優化模型。相比于未考慮建設時序的傳統規劃方法，此方法可以提高園區內各設備的綜合利用率，避免設備閑置，進而減少園區設備的配置容量，是提高園區綜合能源系統規劃與運行經濟性的有效手段。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提出一種園區綜合能源系統的多階段容量配置方法及配置系統，以期減少園區設備的配置容量，降低系統規劃與運行成本，增大供用能設備的利用率，避免設備閑置。

為實現上述發明目的，本發明具體采用以下技術方案。

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(PV)模型、燃氣輪機(CHP)模型、熱泵(HP)模型、燃氣鍋爐(GB)模型、電鍋爐(EB)模型、電制冷機(ER)模型、吸附式(AR)制冷機模型、儲能系統模型，其中，所述儲能系統包括電儲能ES、熱儲能HS與冷儲能CS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；

(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；

(6)對區域綜合能源系統的多階段容量配置模型進行求解。所述園區綜合能源系統的多階段容量配置模型包括步驟(2)中的園區綜合能源系統多階段規劃模型，步驟(3)中各供用能設備的運行模型，步驟(4)中設置的約束條件以及步驟(5)中設定的目標函數。

本發明進一步包括以下優選方案。

在步驟(1)中，所采集的園區綜合能源系統信息包括當前的網絡拓撲結構、規劃周期、當前園區內的分時電價、當前園區內的天然氣價格、園區綜合能源系統中的設備參數和園區內的當前各類負荷信息。