一种综合能源系统多目标优化方法及系统.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CN113609778A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110920035.7(22)申请日2021.08.11(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市历下区经十路17923号申请人国网山东综合能源服务有限公司(72)发明人魏志成路军王瑞琪孙波(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221代理人闫圣娟(51)Int.Cl.G06F30/27(2020.01)G06F111/06(2020.01)G06F119/04(2020.01)G06F119/08(2020.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种综合能源系统多目标优化方法及系统(57)摘要本公开提供了一种综合能源系统多目标优化方法及系统，所述方案针对综合能源系统运行的经济性，考虑能源消耗成本的同时，又考虑使用随机森林算法预测设备寿命周期成本；针对综合能源系统运行的工程实用性，考虑能源利用率和碳排放的同时，又考虑了负荷需求侧的冷热惯性对实际供能的影响。在多目标优化的前提下，对源侧供能设备进行数据与机理建模，对负荷侧需求的建模考虑冷热惯性和能量传输过程中的延迟特性，使优化调度模型更加符合实际工况，降低源荷不匹配造成的能耗浪费；同时使用日前全局优化和实时滚动优化相互配合的优化调度方案，控制运行误差在可接受范围内，提高多目标优化的准确性。CN113609778ACN113609778A权利要求书1/2页1.一种综合能源系统多目标优化方法，其特征在于，包括：基于获得的源核历史数据对源荷日前数据进行预测；基于与设备寿命相关的设备参数数据对设备寿命周期成本数据进行预测；以综合能源系统能源成本、设备寿命周期成本、能源利用率、碳排放及需求侧冷热惯性为优化目标，构建多目标优化调度目标函数；对所述目标函数进行优化求解获得日前全局优化调度方案；基于所述日前全局优化调度方案运行所述综合能源系统，获取实时运行数据，并利用所述多目标优化调度目标函数进行实时预测与短期优化，对日前全局优化调度方案进行修正。2.如权利要求1所述的一种综合能源系统多目标优化方法，其特征在于，所述对设备寿命周期成本数据进行预测，具体为：对设备数据进行采集，构建设备运行参数数据库；从设备运行参数数据库中采取有放回抽样，构建子数据集，基于所述子数据集构建子决策树；基于随机森林算法，建立设备寿命周期成本和设备参数间的拟合模型；基于所述拟合模型以及待优化参数，对综合能源系统的设备寿命周期成本进行预测。3.如权利要求2所述的一种综合能源系统多目标优化方法，其特征在于，所述子数据集的构建中，不同子数据集间以及同一子数据集内存在设备运行参数的重复。4.如权利要求2所述的一种综合能源系统多目标优化方法，其特征在于，所述子决策树构建的每一个分裂过程中，从所述子数据集中随机选取预定数量特征，再从随机选取的特征中选取描述设备寿命周期成本的最优特征。5.如权利要求1所述的一种综合能源系统多目标优化方法，其特征在于，所述设备寿命周期成本包括固定成本和变动成本，其中，固定成本包括设备购买成本和设备废弃处置成本；所述变动成本指运维成本以及设备故障修复成本。6.如权利要求1所述的一种综合能源系统多目标优化方法，其特征在于，所述需求侧冷热惯性采用的负荷侧模型具体如下：Tin,min≤Tin(t)≤Tin,max其中，Tin(t)、Tout(t)为t时刻建筑的室内温度、室外温度，Q(t)为t时刻在建筑内传输的热量，Qadd(t)为t时刻供热系统需要向建筑补充的热量，R为建筑物的热阻，Cair、Vair、ρair分别为室内空气的比热容、体积、密度，T、k分别为需求侧冷热惯性环节的时间常数、放大系数，与负荷侧楼宇的热阻和热容有关，Tin,min、Tin,max分别为保持室内舒适性的最低温度和最高温度。7.如权利要求1所述的一种综合能源系统多目标优化方法，其特征在于，所述能源利用率采用如下表示：2CN113609778A权利要求书2/2页其中：ηtotal为能源综合利用率，j代表不同形式的能源，m为不同能源形式的数量，ηj为不同形式能源的利用率，Qj为不同形式能源的消耗量。8.一种综合能源系统多目标优化系统，其特征在于，包括：数据获取单元，其用于基于获得的源核历史数据对源荷日前数据进行预测；基于与设备寿命相关的设备参数数据对设备寿命周期成本数据进行预测；日前全局优化单元，其用于基于预测得到的数据，以综合能源系统能源成本、设备寿命周期成本、能源利用率、碳排放及需求侧冷热惯性为优化目标，构建多目标优化调度目标函数；对所述目标函数进行优化求解获得日前全局优化调度方案；实时修正单元，其用于基于所述日前全局优化调度方案运行所述综合能源系统