[發明專利]一種基于區間數理論的冷熱電聯供系統配置優化方法

在審

• 申請號: 202310042714.8
• 申請日: 2023-01-28
• 公開（公告）號: CN116245225A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 賈曉強;甘海慶;楊蓮;延巧娜;陳堃;張航通;馬斌;楊永標;杜姣;劉鎧誠;張新鶴
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網江蘇省電力有限公司;國網江蘇省電力有限公司南京供電分公司;東南大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/067;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

一種基于區間數理論的冷熱電聯供系統配置優化方法，建立基于區間數理論的冷熱電聯供系統配置優化算法，在規避不確定性因素影響的基礎上，通過加入庫恩塔克條件(Kuhn?Tuckerconditions，KKT)條件，實現系統配置優化與運行優化的有機融合，以此考慮運行與配置之間的聯動性，最后獲得冷熱電系統最優配置方案，綜合考慮了系統中存在的不確定性，實現了未來冷熱電聯供系統的科學配置。

技術領域

本發明屬于綜合能源系統配置優化技術領域，也屬于冷熱電聯供系統配置優化技術領域，具體涉及一種基于區間數理論的冷熱電聯供系統配置優化方法。

背景技術

2021年3月，相關部門強調要構建清潔低碳安全高效的能源體系，控制化石能源總量，著力提高利用效能，實施可再生能源替代行動。冷熱電聯供系統(Combined?CoolingHeating?and?Power，CCHP)由于其可以耦合多種供能單元，完成多能源協同運行，實現能源的梯級利用，有效提高一次能源利用效率和減低溫室氣體及大氣污染物的排放。。因此，未來如何科學、合理地建設冷熱電聯供系統，有效降低投資成本、提升系統經濟性和能效性，將成為熱點研究問題。

然而，目前關于冷熱電系統配置優化的研究，一方面在考慮系統未來規劃及運行成本的基礎上，建立配置優化模型，在滿足未來能源供應安全及未來規劃政策的基礎上，實現投資成本最小化，但該方法未考慮設備配置容量與最優運行策略之間的關聯性和制約性，造成在實際運行中系統能效性降低，系統經濟效益也隨之減低；另一方面，綜合考慮配置與運行雙重優化的研究，大多是基于設備間運行的耦合關系，通過輸入運行參數及經濟性參數，獲得系統最優運行方案，以此獲得系統的配置策略，但該方法忽略了當前市場日益增長不確定因素的表征和對分析結果的影響。事實上，在實際的工業生產和經濟性評價過程中，往往存在著各種社會因素、環境因素、人為因素等等帶來的與生產、供應、轉換、消費相關的諸多不確定性。例如能源價格的波動，系統的作業時間，系統運行效率波動等等，造成這些不確定性的原因有人為的主觀原因，也有系統自身存在的客觀原因，但若優化模型中若忽略了上述不確定性對系統運行能效性、經濟性的影響，將導致最終配置結果與實際情況出現較大誤差，無法科學地指導生產規劃。

綜上所述，如何在明確系統配置與運行優化間關聯關系的基礎上，綜合考慮系統中存在的不確定性，實現未來冷熱電聯供系統的科學配置，已經成為了目前亟需面對的重要難題。因此，基于區間優化理論，通過完成冷熱電聯系系統配置優化模型與運行優化模型的有機融合，建立系統配運行不確定性優化模型，對未來能源建設規劃及運行調度管理具有重要的指導價值。

發明內容

為解決現有技術中帶有的缺陷，本發明提出一種基于區間數理論的冷熱電聯供系統配置優化方法，傳統的配置優化方法基本在滿足未來規劃和能源供給安全的基礎上，以投資成本為優化目標，獲得系統配置方案，未充分考慮系統運行與設備容量之間的關聯性和制約性。與此同時，在實際生產中存在的不確定性，如能源價格、設備配置價格和設備效率的波動性都會對系統配置優化結果產生影響。本發明針對上述問題，將建立基于區間數理論的冷熱電聯供系統配置優化算法，在規避不確定性因素影響的基礎上，通過加入庫恩塔克條件(Kuhn-Tucker?conditions，KKT)條件，實現系統配置優化與運行優化的有機融合，以此考慮運行與配置之間的聯動性，最后獲得冷熱電系統最優配置方案。

本發明運用如下的技術方案。

一種基于區間數理論的冷熱電聯供系統配置優化方法，包括：

步驟1：以冷熱電聯供系統的系統設備運行成本最小化為目標函數，以冷、熱、電三種能源供給平衡為約束條件，建立冷熱電聯供系統運行優化模型；

步驟2：基于庫恩塔克條件變化，結合步驟1中建立的冷熱電聯供系統運行優化模型，生成冷熱電聯供系統運行優化拉格朗日函數表達式；