[发明专利]一种综合能源系统的一体化优化规划与运行方法及装置

说明书

本发明提供了一种综合能源系统的一体化优化规划与运行方法及装置，方法，包括根据综合能源系统的基本参数构建多能流耦合模型；基于约束条件和多能流耦合模型，调节第零配置方案下综合能源系统内所有供能设备和能源转换设备的输出功率，得到第一配置方案；基于约束条件和多能流耦合模型，调节第一配置方案下综合能源系统内各种能源的出力，得到第二配置方案；确定第一配置方案和第二配置方案中运行成本更小的方案为本次迭代的最优方案；不断迭代直至在本次迭代的最优方案的总成本目小于总成本阈值时，得到最优配置方案。本发明通过通过调整供能设备和能源转换设备的输出功率，以及各种能源的出力，能够提高综合能源系统整体的优化水平。

技术领域

本发明涉及综合能源技术领域，特别是涉及一种综合能源系统的一体化优化规划与运行方法及装置。

背景技术

能源是人类社会生存的基本条件，也是人类社会发展和进步的动力源泉和基石。随着社会的进步和人民生活水平的提高，人类对能源的需求逐年增加，而传统一次能源日益枯竭、污染严重，其弊端日益显著，致使能源变革势在必行。近年来，以可再生能源和分布式发电为代表的新能源技术发展迅猛，特别是以就地消纳可再生能源为目标的微电网得到了广泛应用。然而，微电网仅限于电力能源供应，无法与天然气、热能以及冷能等多种能源进行协调运行，使得系统的能源利用效率不高。然而，综合能源系统集电、热、气、冷等多种能源为一体的能源网络，具有能效高、损耗小、污染少、运行灵活以及系统经济性好等特点，近年来引起全世界范围的广泛关注。通过综合能源系统网络中源、网、荷、储的纵向和多供能互补的横向协同调控优化运行，有效地促进多种能源的协调高效利用，最大程度地提高能源利用效率、降低能源利用成本和环境污染。

由于综合能源系统紧紧围绕可再生清洁新能源综合利用和低碳运行，未来的应用前景十分巨大，而针对综合能源系统的一体化优化规划与运行工作具有很好的前景与价值。通过合理规划综合能源系统，可以减少建设成本，提高运行可靠性，而通过运行优化，可以制定合理的运行方案，提高整个综合能源系统的经济性。若通过对综合能源系统一体化规划与运行研究，在满足用户的用能需求，既能实现综合能源系统中能源设备的合理配置，又能给出合理的运行优化方案，最终使综合能源系统经济、可靠运行。

目前，针对综合能源系统的规划与运行分为两个优化子问题来进行求解，通过优化计算后再协调，进而获得优化配置方案，这样的计算结果没有综合考虑规划问题与运行优化的有机结合，并不能保证综合能能源系统以最优方案运行。总之，综合能源系统优化问题是同时追求设备建设投资和运行成本最小化，两者密切耦合、密不可分。因此，针对综合能源系统一体化优化规划与运行方法仍需进一步研究，以提高整体的优化水平和效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种综合能源系统的一体化优化规划与运行方法及装置，能够提高综合能源系统整体的优化水平。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种综合能源系统的一体化优化规划与运行方法，获取综合能源系统的基本参数；

根据所述基本参数，构建所述综合能源系统的多能流耦合模型；

构建运行成本目标函数、总成本目标函数和所述约束条件；所述总成本目标函数包括运行成本和基础建设成本；

将综合能源系统内供能设备和能源转换设备的初始配置方案作为第零配置方案；

基于所述约束条件和所述多能流耦合模型，调节第零配置方案下综合能源系统内所有供能设备和能源转换设备的输出功率，得到供能设备和能源转换设备的第一配置方案；

基于所述约束条件和所述多能流耦合模型，调节所述第一配置方案下综合能源系统内各种能源的出力，得到供能设备和能源转换设备的第二配置方案；

分别计算所述第一配置方案和所述第二配置方案的运行成本目标函数，并确定运行成本目标函数更小的方案为本次迭代的最优方案；