一种气电耦合系统运行优化方法.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CN110119855A(43)申请公布日2019.08.13(21)申请号201910500700.X(22)申请日2019.06.11(71)申请人国网上海市电力公司地址200122上海市浦东新区源深路1122号申请人上海工程技术大学(72)发明人杨建林牛启帆武鹏费斐郭明星庞爱莉(74)专利代理机构上海兆丰知识产权代理事务所(有限合伙)31241代理人屠轶凡(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06N3/12(2006.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书3页说明书9页附图5页(54)发明名称一种气电耦合系统运行优化方法(57)摘要本发明公开了一种气电耦合系统运行优化方法，包括下列步骤：数据读取步骤、样本生成步骤、种群样本数判定步骤、最大种群代数设定步骤、种群样本计算步骤、种群样本判定步骤、遗传操作步骤、种群代数判定步骤和输出最优解步骤；通过基于天然气负荷和电负荷的实时需求,对能源进行优化管理，基于能源集线器概念建立能源中心模型，能源中心模型中含变压器、热电联产机组、燃气锅炉、热泵和溴化锂机组在内的能源转换设备以提供灵活的能流路径选择，并以气电耦合系统运行成本最小为目标，计及设备容量、网络潮流在内约束条件。CN110119855ACN110119855A权利要求书1/3页1.一种气电耦合系统运行优化方法，包括下列步骤：数据读取步骤：将种群样本数x清零，并读取气电耦合系统的系统参数；样本生成步骤：随机生成当前时刻热负荷的分配系数v1,x和当前时刻电负荷的分配系数v3,x，得到一个初始样本，依据数据读取步骤中读取的气电耦合系统的系统参数，计算该初始样本的运行成本；约束条件判定步骤：判定该初始样本是否满足约束条件；如果该初始样本不满足约束条件，则返回样本生成步骤；如果该初始样本满足约束条件，则将该初始样本放入种群，作为该种群的一个种群样本，并令种群样本数x＝x+1；种群样本数判定步骤：如果种群样本数x低于设定值，则返回样本生成步骤；如果种群样本数x达到设定值，则进入最大种群代数设定步骤；最大种群代数设定步骤：设定最大种群代数y_max的数值，令种群代数y＝1，令种群中的各个种群样本的v1,x＝v1,x,y，v3,x＝v3,x,y；种群样本计算步骤：依据数据读取步骤中读取的系统参数，计算种群中各个种群样本的运行成本F；种群样本判定步骤：判定种群中的各个种群样本是否满足约束条件；如果种群中的任意一个种群样本满足约束条件，则令该种群样本的适应度如果种群中的任意一个种群样本不满足约束条件，则令该种群样本的适应度M＝0；遗传操作步骤：保留种群中适应度M最大的种群样本，对种群中的剩余种群样本进行遗传操作，形成新的种群；种群代数判定步骤：判定种群代数y是否大于y_max；如果y≤y_max，则令y＝y+1，并返回种群样本计算步骤；如果y>y_max，则进入输出最优解步骤；输出最优解步骤：输出遗传操作步骤中保留的种群样本。2.根据权利要求1所述的一种气电耦合系统运行优化方法，其特征在于：数据读取步骤中读取的气电耦合系统的系统参数包括：变压器的效率ηT、热电联产机组的发电效率热电联产机组的发热效率燃气锅炉的热效率ηB、热泵的能效系数ηC、溴化锂机组的能效系数ηD、甲烷的热值gCH4、当前时刻电负荷需求Le、当前时刻冷负荷需求Lc、当前时刻热负荷需求Lh、当前时刻天然气负荷需求Lg、当前时刻电价Ce和当前时刻天然气价格Cg；通过耦合矩阵以及公式计算得到该初始样本的输入侧的电功率Pe和该初始样本的输入侧的天然气功率Pg；依据公式Gg＝Pg/gCH4，得到该初始样本的需购入的天然气流量Gg；依据公式F＝CePe+CgGg，计算该初始样本的运行成本F。2CN110119855A权利要求书2/3页3.根据权利要求2所述的一种气电耦合系统运行优化方法，其特征在于：约束条件判定步骤中的约束条件包括能源中心模型约束条件：Pg(1-v1,x)≤SA；Pgv1,x≤SB；以及其中SA为热电联产机组的容量，SB为燃气锅炉的容量，SC为热泵的容量，SD为溴化锂机组的容量，Pe,max为购入电功率的上限,Gg,max为购入的天然气流量的上限；v2,x为当前时刻冷负荷的分配系数，计算公式为：4.根据权利要求3所述的一种气电耦合系统运行优化方法，其特征在于：种群样本判定步骤中的约束条件包括能源中心模型约束条件：Pg(1-v1,x,y)≤SA；Pgv1,x,y≤SB；以及其中，5.根据权利要求3所述的一种气电耦合系统运行优化方法，其特征在于：约束条件判定步骤和种群样本判定步骤中的约束条件还包括：节点电压约束：Ui,min≤Ui≤Ui,max；支路功率约束：Sij,mi