用于多能互补综合能源系统的优化方法、系统及设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111460361A(43)申请公布日2020.07.28(21)申请号202010170068.X(22)申请日2020.03.12(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市历下区经十路17923号(72)发明人孙波杨君如张立志张承慧(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人李琳(51)Int.Cl.G06F17/11(2006.01)G06F17/16(2006.01)G06Q10/04(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称用于多能互补综合能源系统的优化方法、系统及设备(57)摘要本公开提供了一种用于多能互补综合能源系统的优化方法、系统及设备，涉及能源利用技术领域，解决的是现有的综合能源系统的建设缺乏系统性设计指导的问题，具体方案为采用最大矩形法对新能源发电设备、P2G设备和发电机组的容量进行配置；采用两级优化模型对锅炉和热泵的容量进行配置，对发电机组、锅炉和热泵设备的出力进行优化；利用本公开所述的方法进行综合能源系统的优化涉及，各用能点间联系密切，结构灵活，便于后期扩大综合系统区域，也对线路损坏有较强的适应能力，可以较好保证各用能点的能量供应。CN111460361ACN111460361A权利要求书1/2页1.一种用于多能互补综合能源系统的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：采用最大矩形法对新能源发电设备、P2G设备和发电机组的容量进行配置；实时采集能源系统中各个设备的运行数据和配置信息；以总成本最低、碳排放处理成本最低和投资回收期最低为目标，采用两级优化模型对锅炉和热泵的容量进行配置，对发电机组、锅炉和热泵设备的出力进行优化。2.如权利要求1所述的用于多能互补综合能源系统的优化方法，其特征在于，实时采集能源系统中各中心点处的设备的运行数据，所述中心点采用聚类分析方式对用能点进行分类得到；每个用能点均至少有两条供能路径，核心发电机组位于连线最多的用能点处，在不同于核心发电机组位置的中心点处添加辅助发电机组；或者，采用两级优化模型进行优化，具体为：一级优化使用二级优化的设备t时刻出力结果，采用遗传算法，得到设备容量配置结果；二级优化采用一级优化的设备容量配置结果，采用非线性规划方法，得到设备t时刻的出力结果。3.一种用于多能互补综合能源系统的优化设计系统，其特征在于，包括：数据采集模块，被配置为：采集系统设计所需的各建设区域点用能信息和位置信息、系统建设区域地域信息、系统设计所需设备经济成本信息、系统设计需满足的特殊设计要求和设计标准信息；图形计算处理模块，被配置为：根据采集到的数据进行系统拓扑结构设计；基础设备选择模块，被配置为：进行发电机组、供暖制冷机组和P2G设备的选择；新能源发电设备选择模块，被配置为：进行新能源发电设备的选址和定容；设备配置及运行优化模块，被配置为：采用最大矩形法对新能源发电设备、P2G设备和发电机组的容量进行配置；采用两级优化模型对锅炉和热泵的容量进行配置，对发电机组、锅炉和热泵设备的出力进行优化。4.如权利要求3所述的用于多能互补综合能源系统的优化设计系统，其特征在于，所述图形计算处理模块根据采集到的数据进行系统拓扑结构设计，具体为：利用采集的各点用能信息和位置信息，按预设比例绘制用能点分布图；根据用能点分布图，连接部分点构成包络区域，使全部的点都在区域内部或连线上；分别选择区域内部且不在连线上的孤立点，使孤立点相互连接并与包络区域线上至少两点相连，若区域内部无孤立点，则使区域内部至少有一条连线沟通区域内部；使总连线长度最短，得到用能点模型；选择一个与其他点连线数最大的点作为核心中心点；计算各点与其他点连线长度，使用聚类算法得到与核心中心点不同的多个中心点用最短线连接各个中心点得到中心点模型，采用中心点模型构建能量平衡方程。5.如权利要求4所述的用于多能互补综合能源系统的优化设计系统，其特征在于，能量平衡方程，具体为：2CN111460361A权利要求书2/2页其中，Ecr，j(t)表示点c连线r中能量形式j的传输功率，Ecn，j(t)表示点c中设备n产生的j能量形式功率，Ec，jl(t)表示点c对能量形式j的负荷需求；σ(t)表示连线r能量流动方向，θj表示能量形式j在传输连线上的损耗率，Lr表示点c连线r的长度，s表示点c处的连线总数目。6.如权利要求4所述的用于多能互补综合能源系统的优化设计系统，其特征在于，发电机组设备的选择，具体为：核心中心点作为核心发电机组的选址；在聚类分析得到的中心点处均设置辅助发电机组；各发电机组容量分别由各对应中心点辐射范围内用能点总负荷决定，采用最大矩形法确定；或者，P2G设备的选择，具