一种考虑多目标协同的园区级综合能源系统规划方法.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CN113762708A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202110746445.4G06Q50/06(2012.01)(22)申请日2021.07.01G06F111/04(2020.01)G06F111/06(2020.01)(71)申请人国网江西省电力有限公司赣州供电分公司地址341099江西省赣州市章江新区赞贤路1号(72)发明人林伟坚巫珺唐鑫赵万兴易锦桂郭毅成钟云鹤翟嘉璐(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人龚燮英(51)Int.Cl.G06Q10/06(2012.01)G06Q10/04(2012.01)G06F30/20(2020.01)权利要求书5页说明书12页附图3页(54)发明名称一种考虑多目标协同的园区级综合能源系统规划方法(57)摘要本发明提供了一种考虑多目标协同的园区级综合能源系统规划方法，包含以下步骤：步骤1，园区负荷特性分析；步骤2，能源供应设备及辅助设备的数学模型的建立；步骤3，建立园区级综合能源系统规划模型约束条件；步骤4，构建园区级综合能源系统规划多目标函数，进行园区级综合能源系统规划。基于Matlab环境下使用Yalmip调用Gurobi求解器，对所建立模型进行求解，得出园区综合能源系统规划方案。最后，根据北京某园区的数据，通过仿真验证了所提出的规划方法的可行性与经济性，为实现园区级碳中和提供了理论依据和技术支持。CN113762708ACN113762708A权利要求书1/5页1.一种考虑多目标协同的园区级综合能源系统规划方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1，园区负荷特性分析；步骤2，能源供应设备及辅助设备的数学模型的建立；步骤3，建立园区级综合能源系统规划模型约束条件；步骤4，构建园区级综合能源系统规划多目标函数，进行园区级综合能源系统规划。2.根据权利要求1所述的考虑多目标协同的园区级综合能源系统规划方法，其特征在于，步骤1所述的园区负荷特性分析，具体包括：园区级综合能源系统由燃气分布式热电联产机组、屋顶分布式光伏系统和电动汽车充电桩组成，能源需求有三种：电、冷、热；园区负荷变化遵循生产和休息的客观规律；园区冷热负荷具有季节性；日负荷趋势呈明显的驼峰型，峰谷差异明显；冷热负荷高峰期与用电负荷高峰期相似；在系统规划中，通过对给定设备进行容量合理配置，实现负荷曲线削峰填谷，提高能源利用率，降低系统运行成本，最大限度地减少二氧化碳排放量。3.根据权利要求1所述的考虑多目标协同的园区级综合能源系统规划方法，其特征在于，步骤2所述的能源供应设备及辅助设备的数学模型的建立，具体包括：建立包括光伏电池、电动汽车充电桩、CCHP机组、电制冷机、储冷水箱和储能电池的辅助能源供应设备的园区能源系统模型；其中，CCHP是微型燃气轮机作为发电设备和烟气溴化锂吸收式冷水机组作为辅助设备的组合；(1)能源供应设备的数学模型1)冷热电联产机组CCHP燃气轮机是CCHP的核心供能设备，其功率和效率计算公式如下：式中，ηe和ηnom,e分别为燃气轮机的发电效率和额定发电效率；a0、a1、a2和a3与燃气轮机的工作模式有关；Lload为负荷率，其计算公式如下：pgu式中，Pt为t时刻的发电功率，为额定发电功率；燃气轮机的天然气消耗量公式如下：燃气轮机排出的烟气余热也可以进入烟气溴化锂吸收式制冷机制冷和加热；相应的冷热功率计算公式如下：Qlbu＝1.36Ppgu(4)hlbu＝0.93Ppgu(5)式中，Qlbu、hlbu分别代表CCHP机组的制冷功率和供热功率；2)光伏电池光伏电池的输出功率与光的强度有关，即辐照度；使用以下公式计算光伏输出功率：PPV＝ξ·S·K(6)2CN113762708A权利要求书2/5页式中，ξ为辐射度；S为光伏电池板的面积，K为综合效率系数；(2)辅助设备数学模型1)电制冷机使用以下公式计算电制冷机的制冷量：ececQ＝COPec·P(7)ecec式中，COPec为制冷系数，P为输电功率，Q为输出冷功率；2)储冷水箱储冷水箱的数学模型如下：式中，表示t时刻的总储能；εsto表示耗散系数；表示储冷水箱在t时刻与外界的交换功率，为正数表示储存能量，为负数表示释放能量；3)储能电池储能电池模型类似于储冷水箱模型，数学模型如下：BB式中，表示t时刻的总储能；ε表示电能耗散系数，Pt表示储能电池在t时刻与外界的B交换功率，Pt为正数表示储存能量，为负数表示释放能量。4.根据权利要求1所述的考虑多目标协同的园区级综合能源系统规划方法，其特征在于，步骤3所述的建立园区级综合能源系统规划模型约束条件，具体包括：建立电功率平衡约束条件、热功率平衡约束条件、冷功率平衡约束条件、储冷水箱容