一种短期能源系统模型领域多目标决策优化方法.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CN113837551A(43)申请公布日2021.12.24(21)申请号202110997542.0(22)申请日2021.08.27(71)申请人国网福建省电力有限公司地址350003福建省福州市鼓楼区五四路257号(72)发明人杨思雨林可尧刘林荀超洪居华(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人郭东亮蔡学俊(51)Int.Cl.G06Q10/06(2012.01)G06Q10/04(2012.01)G06Q50/06(2012.01)权利要求书3页说明书5页附图3页(54)发明名称一种短期能源系统模型领域多目标决策优化方法(57)摘要本发明提出一种短期能源系统模型领域多目标决策优化方法，用于能源系统建设决策，包括以下步骤：步骤S1、基于Oemof框架构建多节点的高时空分辨率能源系统的开发模型；步骤S2、以年总成本和CO2排放量为优化目标进行多目标决策优化开发模型；步骤S3、基于遗传算法进行多目标优化求解；本发明可以实现能源系统决策时的高时间和空间分辨率、多部分耦合和多目标优化。CN113837551ACN113837551A权利要求书1/3页1.一种短期能源系统模型领域多目标决策优化方法，用于能源系统建设决策，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、基于Oemof框架构建多节点的高时空分辨率能源系统的开发模型；步骤S2、以年总成本和CO2排放量为优化目标进行多目标决策优化开发模型；步骤S3、基于遗传算法进行多目标优化求解。2.根据权利要求1所述的一种短期能源系统模型领域多目标决策优化方法，其特征在于：所述基于Oemof框架构建多节点的高时空分辨率能源系统开发模型，其方法是采用基于小时的调度/操作，并把模型的决策应用有效时期为一年以内的时间范围，该模型中，能源系统的输入量包括光伏容量、风力容量、储能容量、电网容量、建筑能源效率百分比，还包括负荷、光伏、风力的分布信息，以及建筑能源效率百分比。3.根据权利要求1所述的一种短期能源系统模型领域多目标决策优化方法，其特征在于：所述高时空分辨率能源系统的开发模型，包括热功能模块、冷功能模块、交通功能模块。4.根据权利要求3所述的一种短期能源系统模型领域多目标决策优化方法，其特征在于：所述能源系统中，在利用电网和区域火电生产能力覆盖剩余负荷之前，先将可再生能源产量作为参数传递到单个节点。5.根据权利要求4所述的一种短期能源系统模型领域多目标决策优化方法，其特征在于：热功能模块的输入包括每个节点的每种技术所覆盖的热量需求、每个节点的热需求廓线、COP和效率、模型中每个节点的能效‑成本曲线、模型中每个节点的能效变量、燃料成本、燃料排放系数；热功能模块的输出包括能效计算后各技术的热需求、能源刷新后供热部分的新电力需求、能源刷新后的燃料成本、模型中每个节点的能效‑成本曲线、能源刷新后的CO2排放量、能效成本、每种技术的决策和运维成本；冷功能模块的输入包括：每个节点冷需求、每个节点冷需求廓线；冷功能模块的输出包括：每个节点冷部分新增电力需求；交通功能模块的输入包括：每个节点的运输燃料消耗、每个节点的电动出行电力需求廓线、燃料具体成本；交通功能的输出包括：交通部分对每个节点新增电力需求、每个节点的燃料成本、每个节点的CO2排放。6.根据权利要求1所述的一种短期能源系统模型领域多目标决策优化方法，其特征在于：所述步骤S2中，多目标决策优化开发模型的决策变量为Oemof框架系统的输入量，包括光伏容量、风力容量、储能容量、电网容量、建筑能源效率百分比和负荷、光伏、风力等的分布信息，以及建筑能源效率百分比。7.根据权利要求6所述的一种短期能源系统模型领域多目标决策优化方法，其特征在于：所述多目标决策优化开发模型的的约束条件包括：约束A1、每个节点的逐时功率均衡，即其中，En,u,t表示t时段发电机u在节点n的发电量，Dn,t表示节点n在t时刻的电力需求，2CN113837551A权利要求书2/3页是储存单元通过释放储存而提供的电力，是为储存设备充电的电力，是在电力传输中失去的电力；如果发电量在任何时候超过需求，则在相应的决策变量内计算多余的发电量；约束A2、每个发电机组的最大功率的定义，即每个化石燃料发电机提供的功率Pu,t必须为正数，且小于或等于其标称容量Pnom,u，即0≤Pu,t≤Pnom,u；约束A3、基于化石燃料的发电和一般的可调度发电Pu,t受限于燃料在Qt时刻的可用性，其表述为基于工厂的具体效率和燃料供应产生的功率的依赖关系，即Pu,t/ηu≤Qt，其中，ηu为发电机组的效率；约束A4、存储平衡的表述，其用于解释存储单元的充放电和自放电，适用于U中的每个存储单元u和T中的每个时间步长t，如下所示：