[发明专利]一种考虑天然气与电力耦合的综合能源规划方法

权利要求书

1.一种考虑天然气与电力耦合的综合能源规划方法，其特征在于，包括以下过程：

步骤一：建立考虑天然气和电力耦合的综合能源规划模型，包括目标函数和约束条件，以最小化规划期间综合能源系统成本的总价值为目标，目标函数包括规划期内的总运行成本、新建机组投资成本、输电线路投资成本、输气线路投资成本、CHP机组建设成本、P2G厂站建设成本、GF建设成本、风电机组发电补贴，约束条件包括系统规划约束、能源系统约束、传输网络容量约束；

步骤二：对综合能源规划模型进行线性化；

步骤三：对综合能源规划模型进行求解，确定候选风电机组、火电机组、输电线路、输气线路、热电联产机组、燃气锅炉、电转气厂站的最优投资决策，获取上述能源设施的最优投建地址以及投资容量。

2.根据权利要求1所述的考虑天然气与电力耦合的综合能源规划方法，其特征在于，步骤一中所述目标函数为：

min(TC+WC+LC+GC+HC+PC+FC-SC)

式中：TC是规划期内的总运行成本，WC是新建机组投资成本，LC是输电线路投资成本，GC是输气线路投资成本，HC是CHP机组建设成本，PC是P2G厂站建设成本，FC是GF建设成本，SC是风电机组发电补贴；

(1)规划期内的总运行成本

式中：i为能源基础设施编号；j为CHP机组编号；pg为P2G厂站编号；g为GF编号；t为负荷块编号；u为场景编号；y为规划期编号；N_t,y表示整个规划期的第y年t负荷块的发电时长；A表示场景的总数；P_i,t,u,y表示燃煤机组i整个规划期的第y年t负荷块场景u中能源转换装置的出力；P_j,t,u,y表示CHP机组j整个规划期的第y年t负荷块场景u中能源转换装置的出力；P_pg,t,u,y表示P2G机组pg整个规划期的第y年t负荷块场景u中能源转换装置的出力；H_g,t,u,y表示GF组g整个规划期的第y年t负荷块场景u中能源转换装置的产热量；pb(P_i)表示普通燃煤机组i的边际发电成本函数；gb_j,y表示CHP机组j第y年能源基础设施的边际发电或产热成本；gb_pg,y表示P2G机组pg第y年能源基础设施的边际发电或产热成本；gb_g,y表示GF机组g第y年能源基础设施的边际发电或产热成本；Ω^CG表示燃煤机组总集合；Ω^J表示现有CHP机组集合；Ω^PG表示现有P2G厂站集合；Ω^G表示现有GF集合；Ω^J+表示候选CHP机组集合；Ω^PG+表示候选P2G集合；Ω^G+表示候选GF集合；Ω^Y表示规划期集合；Ω^U表示总场景集合；Ω^T表示总负荷块集合；

(2)新建机组投资成本

式中：cw_i表示机组单位容量价格；sw_i表示投资补贴；X_i,y表示第y年i机组的建设容量；Ω^I+表示候选机组集合，包括燃煤机组和风电机组；

(3)输电线路投资成本与输气线路投资成本

式中：c_k,y表示二进制变量，若在整个规划期的第y年第k条线路决定投建，则此值为1，否则为0；ck_k,y表示第y年线路k的建设成本；pl_l,y表示整个规划期的第y年第l条输气管道的投资变量；cl_l,y表示第y年输气管道l的建设成本；Ω^K+表示候选输电线路集合；Ω^L+表示候选天然气管道集合；

(4)其他能源基础设施的投资成本

式中：xh_j,y表示第y年CHP机组j的投建容量；xp_pg,y表示第y年P2G厂站pg的投建容量；xf_g,y表示第y年燃气锅炉g的投建容量；cj_j,y表示第y年CHP机组j的单位建设成本；ct_pg,y表示第y年P2G厂站pg的单位建设成本；cg_g,y表示第y年燃气锅炉g的单位建设成本；

(5)风电机组发电补贴

式中：sp_i表示i风电机组的发电补贴；Ω^WG表示风电机组集合。