一种基于多目标优化的综合能源运行仿真方法.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CN113627011A(43)申请公布日2021.11.09(21)申请号202110903562.7(22)申请日2021.08.06(71)申请人深圳供电局有限公司地址518000广东省深圳市罗湖区深南东路4020号电力调度通信大楼(72)发明人毛森茂邵志奇蔡京陶王若愚王卿玮叶键民(74)专利代理机构深圳汇智容达专利商标事务所(普通合伙)44238代理人熊贤卿(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06F111/06(2020.01)G06F111/02(2020.01)G06F111/04(2020.01)权利要求书3页说明书10页附图8页(54)发明名称一种基于多目标优化的综合能源运行仿真方法(57)摘要本发明提出了一种基于多目标优化的综合能源运行仿真方法，其包括：步骤S10，根据综合能源系统区域内的资源类型及负荷特性，建立综合能源系统优化的多目标协同优化模型，包括建立目标函数模型以及建立约束条件；步骤S11，采用双目标运行优化算法，对所述多目标协同优化模型进行仿真处理，获得优化得出设备的调度方案；步骤S12，在检测到用户冷、热负荷或气负荷出现异常时，按预定的策略调整当前的设备调度方案。实施本发明，可以在保障电网稳定运行的基础上，实现经济最优和碳排放最低的设备调度方案。CN113627011ACN113627011A权利要求书1/3页1.一种基于多目标优化的综合能源运行仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S10，根据综合能源系统区域内的资源类型及负荷特性，确立其对应的物理模型，建立综合能源系统优化的多目标协同优化模型，包括建立目标函数模型以及建立约束条件；步骤S11，采用双目标运行优化算法，对所述多目标协同优化模型进行仿真处理，获得优化得出设备的调度方案；其中，所述双目标分别为年总运行成本最低和污染物排放最低；步骤S12，在检测到用户冷、热负荷或气负荷出现异常时，按预定的策略调整当前的设备调度方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S10中，进一步包括：步骤S100，根据当前园区资源对应的物理模型，建立运行成本目标函数，以及污染物减排目标函数；所述物理模型包括自然资源类型以及耦合设备；步骤S101，分别建立电负荷平衡约束条件、热负荷平衡约束条件、冷负荷平衡约束、天然气负荷平衡约束条件以及能量储存系统运行约束条件。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤S100中，根据下述公式确定运行成本目标函数：综合能源系统运行优化的目标为总成本最低，其运行成本目标函数如下所示：F1＝minCop＝Cop‑E+Cop‑H+Cop‑NG+Cop‑DR(1)Cop‑H＝Cop‑else+ah_stPh_st(t)(3)式中：Cop为系统总运行成本；Cop‑E为满足系统电负荷的运行成本；Cop‑H为满足系统热负荷的运行成本，Cop‑NG满足系统气负荷的运行成本、Cop‑DR为系统需求响应运行成本；Ci为分布式电源的运行成本；Pi(t)为分布式电源的输出功率；γele为电网的分时电价；PEB_grid(t)为综合能源系统向电网购电的功率；PCCHP&GB(t)冷热电三联供机组和燃气锅炉的输出总功率；δCCHP&GB为冷热电三联供机组和燃气锅炉利用天然气中低热值的效率；Cbat,dep为单位时间内储能的充/放电总折旧费用；Cop‑else为系统内设备的维护费用；Ph_st(t)为储热设备的实时功率；ah_st为储热设备的单位成本；为燃气价格；LHVNG为燃气的热值；PNG_st(t)为储气罐的实时功率；ah_st为储气罐的功率费用；ωDR为系统参与需求响应单位功率补贴价格；PDR(t)为系统进行需求响应的实时总功率；为系统参与需求响应单位时间补贴。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S100中，根据下述公式确定污染物减排目标函数：将系统环境排放目标确定为环境成本最小化，其污染物减排目标函数如下所示：2CN113627011A权利要求书2/3页式中：CE为系统总环境成本；Pk(t)为t时刻的污染物排放源k的功率；为污染源设备k所排放的污染物类型j的环境成本单位；w为污染源设备的总数；m为污染物的类型总数；δE,j为污染物类型j的排放量；ζEC‑p为处理污染物成本。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤S101中，进一步包括：采用下式建立电负荷平衡约束条件：Pe_grid(t)+PWT(t)+PPV(t)+PCCHP(t)+Pdis(t)＝Pload(t)+Pchar(t)(6)式中：Pe_grid(t)为综合能源系统向电网购买的功率；PWT(t)为风机发电功率、Ppv(t)为光伏发电功率、P