[發明專利]一種零碳園區綜合能源規劃仿真方法、系統和計算機設備

在審

• 申請號: 202210630538.5
• 申請日: 2022-06-06
• 公開（公告）號: CN114971048A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 王宗堯;陳志彤;張輝輝;白梅芳;胡少軼
• 申請（專利權）人: 特變電工新疆新能源股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06K9/62;G06N3/12;H02J3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種零碳園區綜合能源規劃仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、根據園區的地理位置收集典型年全年每個小時的光資源輻照量數據和風資源平均風速，由光資源輻照量數據和風資源平均風速測算單位裝機情況的典型年每個小時的風電發電量和光伏發電量；

收集項目園區典型年的全年負荷數據，獲取全年每個小時的使用冷能用量、熱能用量和電能用量；

S2、在每個季節內對每天各個小時的光伏發電量、風電發電量、冷能用量、熱能用量和電能用量進行聚類分析，共得到n個典型天，典型天的第j天的第x個小時的光伏發電量、風電發電量、冷能用量、熱能用量和電能用量分別等于聚類的中心值，每個典型天的權重為在聚類該類別中的天數除以典型年的天數；

S3、進行第一級優化求解：求解多目標問題的試解解集，多目標問題的試解是光伏、風電、儲能、冷能、熱能等能源設備的規劃容量；

優化問題的多目標為：投資成本最低、碳排放量最小、新能源棄電率最低；約束為電力平衡約束、電量平衡約束、熱能平衡約束和冷能平衡約束，優化問題的解集是風電、光伏、儲能、冷能、熱能設備的規劃容量，所述碳排放量根據典型天的權重以及典型天的電網用電量、冷能用能量和熱能用能量計算；

求解過程是：用優化算法根據人工設置的遺傳種群數量的初始參數，隨機生成多組第一級優化的試解；

S4、進行第二級優化求解：將第一級優化的試解以及試解在算法中的迭代變異結果帶入S4中計算，得到每個試解的電儲能調度策略，然后回到S3，用個試解的電儲能調度策略更新約束條件，再根據更新后的約束條件和目標進行求解，從而得到最優解集，即多個風電、光伏、儲能、冷能和熱能設備的規劃容量；

S5、根據二級優化的最優解集，求出單一最優解，獲得風電、光伏、儲能、冷能和熱能等多種能源設備的規劃容量。

2.根據權利要求1所述的一種零碳園區綜合能源規劃仿真方法，其特征在于，S5完成后，計算單一最優解在對應的儲典型年每個小時的各類能源調度策略，根據單一最優解以及其S4得到的儲能調度策略，對典型年每個小時的各類能量進行仿真運行，獲得每個小時源網荷儲的能量平衡情況，檢查單一最優解是否合理。

3.根據權利要求1所述的一種零碳園區綜合能源規劃仿真方法，其特征在于，所述S2中，用K-Means聚類算法進行聚類分析。

4.根據權利要求1所述的一種零碳園區綜合能源規劃仿真方法，其特征在于，所述S3中，使用帶精英策略的非支配排序遺傳算法求解多目標問題的試解解集。

5.根據權利要求1所述的一種零碳園區綜合能源規劃仿真方法，其特征在于，S3中，電力平衡約束為：P_PV,t+P_Wind,t+P_grid,t+P_load,t+P_battery,t＝0；其中，P_PV,t為第t小時的光伏發電量，P_Wind,t為第t小時的風電發電量，P_grid,t為第t小時的電網用電量，P_load,t符號為負，為第t小時的負荷的電能用電量，P_battery,t為第t小時的儲能充放電量；

電量平衡約束為：

其中，j表示第j天，A_j為第j天的新能源棄電量；

冷能平衡約束為：冷能設備產生的冷能等于冷能用量；

熱能平衡約束為：熱能設備產生的熱能等于熱能用量。

6.根據權利要求1所述的一種零碳園區綜合能源規劃仿真方法，其特征在于，所述S4中，使用遺傳算法求解電儲能的調度策略。

7.根據權利要求1所述的一種零碳園區綜合能源規劃仿真方法，其特征在于，所述S5中，求出單一最優解時，優先考慮投資成本最優，對所有最優解進行加權計算，得到單一最優解。