[发明专利]基于海鸥优化算法的园区综合能源系统多阶段规划方法

说明书

本发明属于电网运行与控制技术领域，尤其涉及一种基于海鸥优化算法的园区综合能源系统多阶段规划方法。其为园区综合能源系统多阶段规划提供技术依据和实用化方法。包括以下步骤：获取园区综合能源系统规划信息；根据规划信息，建立能源耦合设备模型；建立园区综合能源系统模型；建立多阶段规划方法基本架构；建立园区综合能源系统多阶段规划模型；建立园区综合能源系统多阶段规划约束条件；基于海鸥优化算法对建立的园区综合能源系统多阶段规划模型进行求解；经优化计算，基于海鸥优化算法迭代计算得到园区综合能源系统多阶段规划配置信息，指导园区能源设备配置建设。

技术领域

本发明属于电网运行与控制技术领域，尤其涉及一种基于海鸥优化算法的园区综合能源系统多阶段规划方法。

背景技术

传统的工业园区普遍缺乏能源的统一规划在能源浪费和能源紧缺等问题上面临巨大挑战。同时对于电网而言，一方面受电网输送容量和稳定运行要求等因素的限制，电网对新能源的接纳能力不足；同时新能源的接入改变了电网综合负荷特性，影响电网安全。对于综合能源系统而言，盲目的单一阶段规划并没有充分考虑综合能源系统后期运行的合理性。对于上述情况，目前尚无有效应对策略。对综合能源系统合理规划是新能源分散和小规模应用的有效形式，也是实现工业园区能源供给体系完善利用和地区电网安全稳定运行的有效支撑。

对于工业园区，通过合理的配置多能源耦合设备使其组成的综合能源系统具有较大的能源互补优势和突出的经济性，通过对多能耦合设备的分阶段规划配置，可以实现对能源的多级利用以及新能源的消纳，实现电网的安全稳定运行和综合能源系统多能源高效利用。目前国内外对于综合能源系统的研究主要集中综合能源系统中的多能源耦合设备耦合机理、典型设备建模、综合能源系统仿真等方面，对于综合能源系统规划模型和解算策略的研究开展较少。园区综合能源系统规划研究实现的核心技术在于建立贴合实际的综合能源系统的多阶段规划模型和简便有效的多阶段模型的解算策略。目前，综合能源系统规划多阶段模型主要包括多阶段规划模型目标函数和多阶段规划模型约束条件，目标函数与约束条件相匹配，其目标都是模拟综合能源系统实际运行情况得到最优解。多阶段模型的解算策略是综合能源系统能够实现经济规划运行的重要支撑，多阶段规划模型经优化算法求解，得到多阶段规划模型的最优解和多阶段设备配置方案。

正常运行条件下，综合能源系统是一种能源高效利用的多能源耦合系统，在系统约束条件下，对园区级综合能源系统合理规划配置，在局部实现多能源互补利用的优势；而对大部分综合能源系统规划设计工程而言，规划未考虑系统建设时序，并假设在整个规划周期内负荷水平保持不变，造成了规划前期冗余配置、超前投资，后期设备容量短缺、供能质量下降等诸多问题，严重影响了综合能源系统的经济效益。传统的规划解算策略中，一般采用复杂算法或仿真软件对综合能源系统规划模型进行求解。在上述解算策略下，存在对模型的求解过程复杂，算法结构复杂，参数设置多，求解时间长，相对误差大等情况，应用具有较大局限性，不利于园区综合能源系统多阶段规划商业化运行，实用性差。

解决问题的关键是如何对于园区综合能源系统多阶段规划，建立多阶段规划模型，以及针对多阶段规划模型提出对应的解算策略。该多阶段规划的复杂性在于，一方面，综合能源系统规划模型需考虑规划建设周期的时序性，将园区综合能源系统的规划周期分为若干阶段，匹配园区负荷增长的程度，建立多阶段规划模型，此外考虑相关多阶段规划模型约束条件如设备运行约束、功率平衡约束和购能约束等。另一方面，对于多阶段模型的解算策略，从实际需求出发，本着经济有效的原则，考虑算法结构、参数设置、难易程度等因素。如何实现园区综合能源系统多阶段规划，选择合适的优化算法对多阶段规划模型求解是一个关键问题。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种基于海鸥优化算法的园区综合能源系统多阶段规划方法，其通过建立综合能源系统多阶段规划方案，构建考虑年投资、运行和维护费用的多阶段规划模型目标函数，建立综合能源系统多阶段规划的约束条件，基于海鸥优化算法，对园区综合能源系统多阶段规划模型进行求解，实现园区综合能源系统多阶段规划。本发明能够更有效和可靠的对园区综合能源系统进行多阶段规划，为园区综合能源系统多阶段规划提供技术依据和实用化方法。