[发明专利]基于多种群遗传算法的分段式综合能源系统运行优化方法

说明书

本发明公开了一种基于多种群遗传算法的分段式综合能源系统运行优化方法。首先根据“低谷‑高峰‑平段‑高峰‑平段”的分段电价，将24小时分为五个时段，通过多种群遗传算法计算五个时段的最优优化变量矩阵，然后分别构建每个时段的目标函数与约束条件，最后通过多种群遗传算法依次细化计算每个时段的优化结果。本方法能够尽最大可能约简模型约束条件的数量，实现综合能源系统多种能源间运行的最优配置，实现最大的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种基于多种群遗传算法的分段式综合能源系统运行优化方法。

背景技术

为了更好地应对化石能源逐渐枯竭、环境污染问题日益凸显等一系列挑战，有必要将多种能源资源整合起来，实现多种能源间的优化运行，从而提升能源利用效率。然而，与电力系统相比，综合能源系统具有系统耦合度高、供能方式丰富的特点，使得其在运行优化的层面面临更大的技术挑战。

目前，尽管针对系统运行优化理论的相关研究较多，对于综合能源运行优化求解模型构建层面的研究仍处于探索阶段，通常参照电力系统运行优化的建模方式，直接采用全局建模的方法。对于综合能源运行优化问题，由于需要同时考虑多类型电源、主网互动、储能等因素，直接采用全局建模的方式需要处理的约束条件数量庞大，模型求解时容易陷入局部最优。因此，尚缺乏一种有效的可推广的综合能源运行优化方法，尽最大可能约简模型约束条件的数量，实现综合能源系统多种能源间运行的最优配置，实现最大的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于多种群遗传算法的分段式综合能源系统运行优化方法，能够有效地实现综合能源系统多种能源间运行的最优配置，实现最大的经济效益。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于多种群遗传算法的分段式综合能源系统运行优化方法：

步骤1：根据“低谷-高峰-平段-高峰-平段”的分段电价，将24小时分为时段一、时段二、时段三、时段四、时段五的五个时段，时段一从时刻1到时刻T₁，、时段二从时刻T₁+1到时刻T₂，时段三从时刻T₂+1到时刻T₃，时段四从时刻T₃+1到时刻T₄，时段五从时刻T₄+1到时刻24；

步骤2：构建包含五个时段的运行优化目标函数f₁，如下：

其中，c_gas表示燃气价格,c_i表示时段i从电网的购电价格，P_i,gas表示时段i冷热电联产系统的发电功率，P_i,net表示时段i从电网的购电量。

步骤3：构建包含五个时段的约束条件，包括：

(3-1)综合能源系统中，电功率平衡约束如下：

Aeq₁＝P_i,gas+P_i,net+P_i,pv+P_i,cd-P_i,eth-P_i,etc-eLoad_i

其中，Aeq₁＝0时满足电功率平衡约束，P_i,pv表示时段i光伏的发电功率，P_i,cd表示时段i储电设备的功率，P_i,eth表示时段i电制热设备的功率，P_i,etc表示时段i电制冷设备的功率，eLoad_i表示时段i的电力负荷的总需求；

(3-2)综合能源系统中，热功率约束如下：