[發明專利]一種園區綜合能源系統的魯棒規劃方法

在審

• 申請號: 202210908543.8
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN115310797A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 胡志堅;陳志;王劍鋒;項添春;李天格;劉盛輝;龔慶武;劉妍;胡號;金堯;馬世乾;王天昊;王坤;李野;趙晨陽
• 申請（專利權）人: 武漢大學;國網天津市電力公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 馬麗娜

本發明涉及一種園區綜合能源系統的魯棒規劃方法，其包括步驟：構建考慮PIES建設時序性的多階段規劃模型并基于對PIES的典型物理架構建模確定PIES中能量生產、能量轉換以及能量儲存設備的設備數字模型；在PIES中引入階梯碳交易并確定PIES的無償碳排放額并構建階梯碳交易費用的計算模型；采用盒式不確定集描述PIES的源荷不確定性并在所述多階段規劃模型基礎上建立考慮階梯碳交易與源荷不確定性的PIES魯棒多階段規劃模型；對所述PIES魯棒多階段規劃模型進行對偶和線性化處理得到混合整數線性規劃模型，并對混合整數線性規劃模型進行求解獲取PIES的魯棒規劃方案。考慮PIES建設時序的規劃問題和源荷不確定性因素，可充分發揮PIES的優勢。

技術領域

本發明涉及園區綜合能源系統規劃領域，特別涉及一種園區綜合能源系統的魯棒規劃方法。

背景技術

隨著全球碳交易市場的逐步擴大，為了促進能源行業在節能減排方面發揮主力軍作用，在IES(Integrated Energy System,綜合能源系統)和PIES(Park-level IntegratedEnergy System,園區綜合能源系統)的應用中引入碳交易機制，已經成為建設綠色低碳能源系統的重要方式。IES是一種涵蓋電、熱、氣等多種能源的輸入和輸出，結合熱電聯產(Combined Heat and Power,CHP)、電轉氣(Power to Gas,P2G)、儲能等技術，實現不同能源在同一系統中的相互轉換和統一調度，在滿足能源需求的同時提升能效的能源產供銷一體化系統。而PIES是一種面向大廈、社區、工業園區或城鎮等終端能源用戶的微型綜合能源系統。PIES作為一種終端用戶側多種能源形式的耦合對象與供應對象，可提升光伏(Photovoltaic,PV)、風能等可再生能源的消納以及能源的利用效率，是未來新型能源體系中終端用戶側能源消耗的主要承載形式。碳交易為碳排放權交易，以控制碳排放總量為目的將包括二氧化碳在內的溫室氣體排放權賦予商品屬性。

目前，以PIES為基礎引入碳交易機制時，由于園區內的各類負荷隨著園區的招商引資計劃而逐漸增加，如果僅根據園區建設完成后預測的最大負荷對PIES進行一次性的規劃投建，會出現運營初期超前投資進而造成資源浪費、運營后期增長的多元負荷需求不能得以滿足等不利情況。此外，可再生能源發電和園區的多元負荷存在較強的不確定性，當實際的可再生能源出力和負荷偏離規劃時考慮的預測值較遠時，不僅極大影響PIES規劃方案的可行性，嚴重時PIES的運行穩定性也會受到影響。

因此，如何在對PIES進行規劃的過程中充分發揮PIES的優勢，同時以科學合理規劃為前提，保障PIES的經濟低碳運行是亟待解決的問題。

發明內容

本發明實施例提供一種園區綜合能源系統的魯棒規劃方法及設備，能夠考慮PIES中源荷的不確定性因素，充分發揮PIES的優勢的同時，對引入碳交易機制過程中考慮PIES建設時序的規劃問題。

本發明實施例提供了一種園區綜合能源系統的魯棒規劃方法，其特征在于，其包括步驟：

構建考慮PIES建設時序性的多階段規劃模型并基于對PIES的典型物理架構建模確定PIES中能量生產、能量轉換以及能量儲存設備的設備數字模型，其中，所述多階段規劃模型用于根據所述設備數字模型以及階段與階段之間的關聯性決策出各個規劃階段的候選設備配置；

在PIES中引入階梯碳交易并確定PIES的無償碳排放額并構建階梯碳交易費用的計算模型；

采用盒式不確定集描述PIES的源荷不確定性并在所述多階段規劃模型基礎上建立考慮階梯碳交易與源荷不確定性的PIES魯棒多階段規劃模型；

對所述PIES魯棒多階段規劃模型進行對偶和線性化處理得到混合整數線性規劃模型，并對混合整數線性規劃模型進行求解獲取PIES的魯棒規劃方案。

本發明提供的技術方案帶來的有益效果包括：