[发明专利]一种分布式能源站选型与定容优化规划统一求解方法

说明书

本发明公开了一种分布式能源站选型与定容优化规划统一求解方法，所述方法包括以下步骤：依据分布式能源站供用能特征建立分布式能源站集成各能源耦合设备模型、及其分布式能源站综合模型；依据优化规划目的，建立分布式能源站优化规划求解目标函数；根据规划系统特征，建立相应的规划、优化变量及约束条件；利用混合整数线性规划求解器对模型进行求解，通过规划约束生成各设备规划容量与投资成本。本方法在规划基础上考虑系统运行优化，在传统运行优化模型的基础上，增设规划类约束条件，实现了设备选型、定容规划与系统运行优化的统一求解。

技术领域

本发明涉及能源互联网、区域综合能源系统、分布式能源站领域，尤其涉及一种分布式能源站选型与定容优化规划统一求解方法。

背景技术

近年来，在能源生产消费上推动电能等绿色、清洁能源的替代作用，以解决煤炭为主的能源结构为环境造成的危害是我国乃至世界大多国家的战略选择。随着区域综合能源系统(regional integrated energy system，RIES)的快速发展，电、气、热等多种能源间的耦合与联系逐步加深，对能源的产生、传输与分配等环节进行有机协调与优化成为研究的热点。

分布式能源站(distributed energy station,DES)是RIES中典型的能源耦合载体，其借助苏黎世联邦理工学院所提出的能源集线器(energy hub，EH)概念，将各类耦合设备进行合理的规划、设计、整合，实现不同类型能源的有机协调和协同优化。作为RIES能源网络中的广义节点与运营中心，DES将用户与各能源网络紧密相连，以满足多样化的用能需求，起到对能源管控，对负荷供能的作用。DES的出现改变了现有能源系统自上而下的传统结构和供需模式，对促进能效提升与清洁替代具有重要意义。DES的快速发展与以热电联产(combined heat and power,CHP)为代表的各类耦合组件的兴起密不可分。DES集成的冷热电气多种能源耦合设备与系统供用能特征息息相关，对其关键设备型号与容量进行合理、准确的规划，可提升资产的利用率，减少投资冗余，进一步优化系统运行状态。

目前针对DES各类型耦合设备的规划研究多考虑不够全面，运行优化欠缺使得总体规划结果不完全贴合实际，准确性较低；规划目标只考虑容量配置而忽略设备类型的选取导致结果存在一定的局限性。因此，设计更为实际，考虑更加全面的DES优化规划设计有待进一步挖掘。

发明内容

本发明提供了一种分布式能源站选型与定容优化规划统一求解方法，本发明实现了DES设备选型、定容与系统运行优化统一求解，详见下文描述：

一种分布式能源站选型与定容优化规划统一求解方法，所述方法包括以下步骤：

依据分布式能源站供用能特征建立分布式能源站集成各能源耦合设备模型、及其分布式能源站综合模型；

依据优化规划目的，建立分布式能源站优化规划求解目标函数；根据规划系统特征，建立相应的规划、优化变量及约束条件；

利用混合整数线性规划求解器对模型进行求解，通过规划约束生成各设备规划容量与投资成本。

其中，所述分布式能源站综合模型：由能源供给部分、能源存储部分、以及能源转换部分组成；

L_load-P_store＝C_tran(P_net+P_re)

其中，C_tran为能源转换部分的转换矩阵、P_net为能量网络输入矩阵、P_re为可再生能源输入矩阵、P_store为储能功率矩阵、L_load为负荷功率矩阵。

进一步地，所述能源供给部分的能量关系表示为：