[发明专利]一种用于综合能源系统的并网协调规划方法及系统

说明书

本发明提供一种用于综合能源系统的并网协调规划方法，包括：利用计及可靠性的配电网节点电价定价方法和IES可靠性解析计算方法建立IES并网点电价估算模型；利用该估算模型确定IES相应设备方案所对应的IES并网点电价；以IES年收益最大为总目标，建立IES系统设备双层规划模型；利用改进差分进化算法和求解器对该双层规划模型进行求解，得到IES系统最优设备规划结果。本发明还公开了一种用于综合能源系统的并网协调规划系统。本发明能够根据各自成本和责任的大小合理定价，协调利用配电网和综合能源系统的可靠性能力对综合能源系统进行规划，从而降低了配电网和综合能源系统的总体供能成本，提升了配电网设备资产利用率。

技术领域

本发明属于综合能源系统技术领域，特别涉及一种用于综合能源系统的并网协调规划方法及系统。

背景技术

为促进可再生能源消纳、提高能源利用效率，世界各国都在大力发展综合能源供能系统，旨在通过多种能源的耦合互济和梯级利用，满足用户多类型、多品位能量的需求；同时，在外部电网和气网发生故障情况下，通过内部多能源耦合提高供能可靠性，降低对外部能源网络可靠性的深度依赖，这对保障小概率事件发生下重要用户安全性具有重要意义。

随着综合能源系统应用的日益广泛，末端分布式综合能源系统的供能能力和可靠性价值会逐步提高，在此情况下电网售电量减少，如果对并网点供电可靠性要求不变，将大大降低电网设备利用率，最终导致整体电价的上涨。如何协调利用电网和末端分布式综合能源系统可靠性能力，并以此为基础开展综合能源系统并网协调规划成为亟待解决的问题，关乎于未来能源市场机制的制定以及整个能源系统的安全和经济。

现有综合能源系统研究对象主要有多区域系统、区域系统和末端系统三类。

其中，末端系统因其可以就地满足用户需求，促进分布式可再生能源消纳，提高能源系统的综合能效和运行可靠性、经济性，市场壁垒弱、产品较为成熟，具有广阔的应用前景和推广价值。近几年，针对综合能源系统的规划和设备配置的研究已经取得了初步研究成果。

现有技术中的用于综合能源系统规划方法有以全生命周期成本最低和年CO₂排放量最小为优化目标,建立了多目标关键设备容量优化模型，并采用NSGA-Ⅱ算法进行求解；

还有以效率衡量IES能量利用水平，以经济性和效率为目标，建立了IES多目标规划模型；

另外也有通过建立投资成本、运行成本、经济收益和环境收益模型，并以经济-环境效益最大化为目标实施了IES系统的设备容量优化配置；

此外，现有技术中的一种冷热电联供系统的三级协同整体优化方法，第一级以年一次能源利用率最高为目标优化设备选型，第二级以年CO₂排放量最少为目标优化设备容量，第三级以年运行成本最低为目标优化运行，该优化方法实现了冷热电联供系统的设备选型、容量配置及运行参数的整体优化，同传统的“以热定电”和“以电定热”运行策略设计的CCHP系统相比，该系统具有更高的一次能源利用率、更明显的温室气体减排效果和更显著的经济效益。

鉴于综合能源系统运行的灵活性，现阶段大多数现有技术都采用了运行与规划一体化的建模方法，上层模型为多目标非线性设备优化配置模型，一般采用智能算法，如NSGA-Ⅱ、精英保留策略遗传算法等实现；下层模型为单目标非线性运行优化模型，有些采用智能算法直接求解，也有些把非线性转化为线性，利用数学方法或求解器求解。

还有一些方法进一步考虑了系统的不确定性，将鲁棒、多场景等方法用于综合能源系统规划。

但现有技术中的用于综合能源系统规划的目标上强调多能源利用效率、经济效益、环境效益多目标的协同，而环境和能源品质现阶段则无法通过市场和政策机制转化为经济性，从而削弱了IES运营商对投资回报期待，甚至可能造成投资亏损，不利于系统的可持续发展。