[发明专利]大型园区综合能源系统能源站优化配置方法

说明书

本发明涉及一种大型园区综合能源系统能源站优化配置方法，包括以下步骤：步骤S1:构建园区综合能源系统供能设备模型；步骤S2:构建园区综合能源系统供能网络模型；步骤S3:初始化园区综合能源系统供能设备模型和园区综合能源系统供能网络模型的参数；步骤S4:构建园区综合能源系统能源站上层优化配置模型；步骤S5:构建园区综合能源系统能源站下层优化调度模型；步骤S6:采用粒子群算法对上层优化配置模型进行求解，采用二阶锥优化方法对下层优化调度模型进行求解，通过上下层的交替求解，得到最终的优化配置方案。本发明可以有效计及园区内部的配电网络和供热网络的影响，进而保证得到的优化配置方案更加安全。

技术领域

本发明属于区域综合能源系统优化配置技术领域，具体涉及一种大型园区综合能源系统能源站优化配置方法。

背景技术

随着经济的快速发展，能源、环境问题日益突出，如何实现对能源的清洁高效利用成为近年来人们研究的重点。2004年《经济学人》(TheEconomist)杂志上首次提出综合能源系统的概念，美国学者杰里米·里夫金于2011年具象化了综合能源系统的定义，掀起了能源互联网的新一轮全球热潮。综合能源系统集多种能源的生产、传输、转换、消费于一体，可以充分发挥不同能源的互补特性和协同效应，是提高可再生能源协同消纳能力的重要手段。

大型园区，如大学校园、工业园区、科技产业园区等，具有用能形式(电/气/热/蒸汽)多样、用能需求相对稳定、用能品质要求较高等特点，适于通过综合能源系统为其提供绿色、高效、可靠的供能服务。大型园区供能侧多采用集成热电联产机组(CombinedHeating and Power，CHP)、热泵、燃气锅炉等设备的能源站；同时，由于的用户分布分散，能源网络的影响对于系统的运行和规划也非常重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大型园区综合能源系统能源站优化配置方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种大型园区综合能源系统能源站优化配置方法，包括以下步骤：

步骤S1:构建园区综合能源系统供能设备模型；

步骤S2:构建园区综合能源系统供能网络模型；

步骤S3:初始化园区综合能源系统供能设备模型和园区综合能源系统供能网络模型的参数；

步骤S4:根据参数初始化后的园区综合能源系统供能设备模型，构建园区综合能源系统能源站上层优化配置模型：上层优化配置模型的目标函数为园区综合能源系统总投资的年等值费用最小，其优化变量为各个能源站内配置的能源设备容量；

步骤S5:根据参数初始化后的园区综合能源系统供能网络模型，构建园区综合能源系统能源站下层优化调度模型：下层优化调度模型在给定能源站供能设备容量配置方案下，以年运行费用最小为目标，对供能设备功率输出进行优化；

步骤S6:采用粒子群算法对上层优化配置模型进行求解，采用二阶锥优化方法对下层优化调度模型进行求解，通过上下层的交替求解，得到最终的优化配置方案。

进一步的，所述园区综合能源系统供能设备模型包括CHP机组模型、燃气锅炉模型、电锅炉模型、热泵模型，具体建模方法如下：

CHP机组模型采用文献背压式CHP机组模型：

式中，H_CHP、P_CHP分别为CHP机组的热输出功率和电输出功率；P_CHP、分别为CHP机组的电输出功率的下限和上限；α_CHP、η_CHP分别为CHP机组的热电比和电转换效率；v_gas,CHP为CHP机组消耗的天然气流量；q_gas为天然气热值；