[发明专利]一种区域综合能源设备及网络双层优化配置方法

权利要求书

1.一种区域综合能源设备及网络双层优化配置方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤1：将综合能源区域按负荷需求划分成电/气/热/冷能源系统并考虑不同能源系统之间的耦合关系；

步骤2：结合步骤中1的能源系统，建立区域综合能源设备及网络双层规划模型，所述规划模型包括上层规划模型和下层规划模型；

步骤3：对步骤2中建立的区域综合能源双层规划模型进行分层求解，根据得到的结果实现综合能源区域的设备及网络规划；

所述步骤2中，下层规划模型以系统运行损耗最低为目标，考虑电/气/冷/热各个能源系统的网络潮流、设备出力及供需平衡约束，上层规划以设备及线路投资最低为目标，考虑设备及网络安装容量约束；

所述步骤2中，上层规划模型具体为：

s.t.W_p,min≤W_p,i≤W_p,max,W_p,i是整数

W_q,min≤W_q,l≤W_q,max,W_q,l是整数

式中，K_p为第p种设备的单位容量安装成本，K_q为第q种供能线路单位长度下单位容量安装成本，W_p,i为第p种设备的安装容量，W_q,l为传输第q种能源的第l条线路的安装容量，O_q,l为传输第q种能源的第l条线路的安装决策变量，L_l为第l条线路的长度，Ω_p为第p种设备的型号集，Ω_q为第q种供能线路的型号集，R为成本折算系数，m为年利率，y为投资回收年限；

所述下层规划模型具体为：

P_q,min≤P_q,l≤W_q,lO_q,l

式中，分别是流进和流出传输第q种能源的第l条线路的功率，A_q为第q种能源的节点与线路关联系数矩阵，为所有节点第q种能源的功率矩阵，为所有线路传输的第q种能源的功率矩阵，f_q为第q种能源的传输损耗，与线路中传输的功率P_q,l有关，为第节点i第p种设备的输出的第q种能源功率，分别是流进和流出第节点i第q种能源的功率，为第节点i第q种能源的负荷功率，P_q,min为线路传输的第q种能源的最小功率，为第p种设备的输出的第q种能源最小功率；

其中，对于供热能源系统，传输损耗约束具体为：

式中，η为线路传输效率，δ为单位线损率，L_l为线路的l长度；

对于供冷能源系统，传输损耗具体形式与供热能源系统类似；

对于燃气系统，不考虑运输泄露，因此认为无损耗；

对于电力系统，采用直流潮流计算，忽略支路损耗，线路传输功率约束为其中θ_l1、θ_l2分别是线路l两端的电压相角，x_l是线路l的电抗值；

对于节点功率平衡约束在不同能源系统中具体形式不同；在供冷能源系统中，含能源站的节点其他节点在供热能源系统中，含能源站的节点其他节点

在电力能源系统中，含能源站的节点其中其他节点在燃气系统中，含能源站的节点其中其他节点

其中，χ_cold,i为第i节点能源站设备的制冷功率分配系数，η_GT,i、η_GB,i分别是第i节点能源站设备的气电、气热耦合系数，υ_heat为能源站输热水泵耗电系数，P_cold,i、P_heat,i、P_e,i、P_gas,i分别是第i节点能源站设备的冷功率、热功率、电功率、燃气量总输出，P_cold,l、P_heat,l、P_e,l、P_gas,l分别是线路l传输的冷、热、电、气功率值，P_EC,i、P_AC,i、P_GB,i分别是第i节点能源站内电制冷机、吸收式制冷机、燃气轮机发电、燃气轮机产热、燃气锅炉产热的功率值，分别是第i节点的冷、热、电、气负荷功率值。