考虑清洁能源的低碳综合能源系统优化规划方法及系统.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CN114255137A(43)申请公布日2022.03.29(21)申请号202111495601.0G06F30/20(2020.01)(22)申请日2021.12.09G06F111/04(2020.01)G06F111/10(2020.01)(71)申请人国网上海市电力公司地址200122上海市浦东新区自由贸易试验区源深路1122号申请人上海交通大学(72)发明人方欢欢樊戴福蒋兴新程浩忠张沈习王舒萍徐呈程胡东晓李婷婷张露费腾(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人林君如(51)Int.Cl.G06Q50/06(2012.01)G06Q10/04(2012.01)权利要求书3页说明书9页附图3页(54)发明名称考虑清洁能源的低碳综合能源系统优化规划方法及系统(57)摘要本发明涉及一种考虑清洁能源的低碳综合能源系统优化规划方法及系统，所述方法包括以下步骤：构建具有清洁能源接入的综合能源系统典型结构；基于所述典型结构中各类能源设备的运行特征，建立所述能源设备的数学模型；以规划总成本最低为目标建立综合能源系统最优规划模型，所述最优规划模型采用的约束条件包括功率平衡约束、设备建设数量约束、设备出力约束、清洁能源出力约束和基于所述数学模型构建的能源设备运行约束；求解所述最优规划模型获得各类能源设备的最优配置容量。与现有技术相比，本发明能够实现综合能源系统多类能源设备的规划配置，满足系统各类能源需求，保证系统的安全稳定和经济运行。CN114255137ACN114255137A权利要求书1/3页1.一种考虑清洁能源的低碳综合能源系统优化规划方法，其特征在于，包括以下步骤：构建具有清洁能源接入的综合能源系统典型结构；基于所述典型结构中各类能源设备的运行特征，建立所述能源设备的数学模型；以规划总成本最低为目标建立综合能源系统最优规划模型，所述最优规划模型采用的约束条件包括功率平衡约束、设备建设数量约束、设备出力约束、清洁能源出力约束和基于所述数学模型构建的能源设备运行约束；求解所述最优规划模型获得各类能源设备的最优配置容量。2.根据权利要求1所述的考虑清洁能源的低碳综合能源系统优化规划方法，其特征在于，所述综合能源系统典型结构含有电、气、热、冷四种能源，并设置有多种能源设备。3.根据权利要求1所述的考虑清洁能源的低碳综合能源系统优化规划方法，其特征在于，所述能源设备包括能源转换设备和储能设备。4.根据权利要求3所述的考虑清洁能源的低碳综合能源系统优化规划方法，其特征在于，所述能源转换设备包括变压器、电转气设备、燃气轮机、燃气锅炉、电锅炉、电制冷机和吸收式制冷机，其中，所述变压器的数学模型为：式中：为变压器在时刻t的输出电功率；为变压器在时刻t的输入电功率；ηTF为变压器的转换效率；所述电转气设备的数学模型为：PP2G,g,t＝PP2G,e,tηP2G式中：PP2G,g,t为电转气在时刻t的输出天然气功率；PP2G,e,t为电转气在时刻t的输入电功率；ηP2G为电转气的能源转换效率；所述燃气轮机的数学模型为：PGT,e,t＝PGT,g,tηGT,ePGT,h,t＝PGT,g,tηGT,hPGT,h,t＝PGT,e,tRGT式中：PGT,g,t为燃气轮机在时刻t的输入天然气功率；PGT,e,t和PGT,h,t分别为燃气轮机在时刻t的输出电功率和输出热功率；ηGT,e和ηGT,h分别为燃气轮机气转电效率和气转热效率；RGT为燃气轮机热电比系数；所述燃气锅炉的数学模型为：PGB,h,t＝PGB,g,tηGB式中：PGB,h,t为燃气锅炉在时刻t的输出热功率；PGB,g,t为燃气锅炉在时刻t的输入天然气功率；ηGB为燃气锅炉的能源转换效率；所述电锅炉的数学模型为：PEB,h,t＝PEB,e,tηEB式中：PEB,h,t为电锅炉在时刻t的输出热功率；PEB,e,t为电锅炉在时刻t的输入电功率；ηEB为电锅炉的能源转换效率；所述电制冷机的数学模型为：2CN114255137A权利要求书2/3页PEC,c,t＝PEC,e,tηEC式中：PEC,c,t为电制冷机在时刻t的输出冷功率；PEC,e,t为电制冷机在时刻t的输入电功率；ηEC为电制冷机效率；所述吸收式制冷机的数学模型为：PAC,c,t＝PAC,h,tηAC式中：PAC,c,t为吸收式制冷机在时刻t的输出冷功率；PAC,h,t为吸收式制冷机在时刻t的输入热功率；ηAC为吸收式制冷机效率。5.根据权利要求3所述的考虑清洁能源的低碳综合能源系统优化规划方法，其特征在于，所储能设备的数据模型为：式中：和分别是储能设备在时刻t的充、放能功率；是代表充放能状态的二进制变量，1代表充能，0代表放能；nES为储能设