耦合区域网络的规划方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供了一种耦合区域网络的规划方法，其特征在于，包括如下步骤：模型形成步骤：获取各个预设参数，根据预设参数，构建规模模型；模型调整步骤：根据约束条件，调整规模模型；目标获取步骤：根据约束条件、规模模型，获取目标函数；尺度解耦步骤：根据目标函数，将规模模型进行时间尺度解耦。本发明专利技术还提供了一种耦合区域网络的规划系统。本发明专利技术提供的耦合区域网络的规划方法包含三部分：优化规划关联模型的构建、多能协同规划、规划模型求解。关联模型反映了多能耦合区域网络中电、热、气、垃圾间的相互耦合及制约关系，其考虑了多方约束条件、各关键能源生产/传输设备运行特性及耦合能量潮流。

【技术实现步骤摘要】
耦合区域网络的规划方法及其系统
本专利技术属于能源互联网
，具体地，涉及一种耦合区域网络的规划方法，尤其涉及一种用于固废处置基地的多能耦合区域网络的规划方法及其系统。
技术介绍
随着我国经济的高速发展以及城市化水平的不断提高，我国城市垃圾产量平均每年以9％的速度持续增涨。固废处置基地作为处理城市垃圾的主要场所，其存在的必要性毋庸置疑。目前，固废处置基地对于能源的使用非常单一，能源利用率不高，而随着能源与信息技术的深度融合，能源互联网应运而生。其通过对多种能源的协调优化，提高了能源的利用率。固废处置基地中包含了电、热、气及垃圾等能源的产生和消耗，其完全符合一个能源互联网络的所具备的条件。而对于其区域内能源耦合网络的规划是使得能源互联网理论应用到工程上的重要基础。只有合理的能源网络规划方法才能有效促进能源网络工程实践的落实。目前，规划方法在单一能源系统中的应用已经非常成熟，但多能形式能源互联网具有高维度、复杂、多时间尺度的特点，传统的规划方法很难适用于固废处置基地中能源网络的规划。因此，一种适用于固废处置基地的多能耦合区域网络的规划方法成为目前工程实践所必需的。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种耦合区域网络的规划方法及其存储介质。本专利技术提供了一种耦合区域网络的规划方法，包括如下步骤：模型形成步骤：获取各个预设参数，根据预设参数，构建规模模型；模型调整步骤：根据约束条件，调整规模模型；目标获取步骤：根据约束条件、规模模型，获取目标函数；尺度解耦步骤：根据目标函数，将规模模型进行时间尺度解耦。优选地，在所述模型构造步骤中，规模模型的构建由下列公式得到：式中，为第i个电能设备在t时刻的输出电功率；为第i个热能设备在t时刻的输出热功率；为第i个气能设备在t时刻的输出气功率；为第i个垃圾场在t时刻的垃圾运输功率；为第i个电能设备在t时刻的输出电能；为第i个热能设备在t时刻的输出热能；为第i个气能设备在t时刻的输出气体体积；为产生功率的消耗垃圾量；i为第i个设施；j为时间尺度；f()为规模模型。优选地，所述模型调整步骤包括约束条件获取步骤；所述约束条件获取步骤包括能源网络参数获取步骤；在能源网络潮流约束步骤中，能源网络参数由下列公式获得：式中，ΔP为电网潮流有功功率偏差；ΔQ为电网潮流无功功率偏差；J为雅可比矩阵；Δθ为功角偏差；ΔV为网络电压偏差；优选地，在所述目标获取步骤中，目标函数由下列公式得到：式中，为第i个电能设备在t时刻的输出电功率；为第i个热能设备在t时刻的输出热功率；为第i个气能设备在t时刻的输出气功率；为第i个垃圾场在t时刻的垃圾运输功率；N为能源网络参数矩阵；F()为目标函数；F1为利润；F2为环境效益；F3为资源利用率。优选地，在所述尺度解耦步骤中，根据目标函数，对已经解耦的时间尺度并对约束条件进行线性化处理。本专利技术还提供了一种耦合区域网络的规划系统，包括：模型形成模块：获取各个预设参数，根据预设参数，构建规模模型；模型调整模块：根据约束条件，调整规模模型；目标获取模块：根据约束条件、规模模型，获取目标函数；尺度解耦模块：根据目标函数，将规模模型进行时间尺度解耦。优选地，在所述模型形成模块中，规模模型的构建由下列公式得到：式中，为第i个电能设备在t时刻的输出电功率；为第i个热能设备在t时刻的输出热功率；为第i个气能设备在t时刻的输出气功率；为第i个垃圾场在t时刻的垃圾运输功率；为第i个电能设备在t时刻的输出电能；为第i个热能设备在t时刻的输出热能；为第i个气能设备在t时刻的输出气体体积；为产生功率的消耗垃圾量；i为第i个设施；j为时间尺度；f()为规模模型。优选地，所述模型调整模块包括约束条件获取模块；所述约束条件获取模块包括能源网络参数获取模块；在能源网络潮流约束模块中，能源网络参数由下列公式获得：式中，ΔP为电网潮流有功功率偏差；ΔQ为电网潮流无功功率偏差；J为雅可比矩阵；Δθ为功角偏差；ΔV为网络电压偏差；优选地，在所述目标获取模块中，目标函数由下列公式得到：式中，为第i个电能设备在t时刻的输出电功率；为第i个热能设备在t时刻的输出热功率；为第i个气能设备在t时刻的输出气功率；为第i个垃圾场在t时刻的垃圾运输功率；N为能源网络参数矩阵；F()为目标函数；F1为利润；F2为环境效益；F3为资源利用率。优选地，在所述尺度解耦模块中，根据目标函数，对已经解耦的时间尺度并对约束条件进行线性化处理。处理器执行时实现上述的耦合区域网络的规划方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术提供的耦合区域网络的规划方法包含三部分：优化规划关联模型的构建、多能协同规划、规划模型求解。关联模型反映了多能耦合区域网络中电、热、气、垃圾间的相互耦合及制约关系，其考虑了多方约束条件、各关键能源生产/传输设备运行特性及耦合能量潮流。2、本专利技术提供的耦合区域网络的规划方法中多能协同规划的目标是在供能可靠性和经济性的基础上，结合需求侧响应最大化利用区域内产生的各种能源。3、本规划方法中涉及的规划模型为高维非凸非线性方程，同时具备多目标优化特点，针对此难点，提出综合线性化、解耦和多目标智能优化算法的求解方法。4、本专利技术提供的耦合区域网络规划方法，在现有能源网络基础上，规划增加的新设备(选址、定容)和新能源网络，具体如污泥干化设备、垃圾焚烧发电设备、储能设备等。其规划目标一方面能最大化利用基地中热、电、气、垃圾并满足基地负荷需求，另一方面能优化基地的运行成本，提高基地售卖电热气的利润，增加环保效益。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术提供的耦合区域网络的规划方法的布局图。图2为本专利技术提供的耦合区域网络的规划方法实现流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。本专利技术提供了一种耦合区域网络的规划方法，包括如下步骤：模型形成步骤：获取各个预设参数，根据预设参数，构建规模模型；模型调整步骤：根据约束条件，调整规模模型；目标获取步骤：根据约束条件、规模模型，获取目标函数；尺度解耦步骤：根据目标函数，将规模模型进行时间尺度解耦。在所述模型构造步骤中，规模模型的构建由下列公式得到：式中，为第i个电能设备在t时刻的输出电功率；为第i个热能设备在t时刻的输出热功率；为第i个气能设备在t时刻的输出气功率；为第i个垃圾场在t时刻的垃圾运输功率；为第i个电能设备在t时刻的输出电能；为第i个热能设备在t时刻的输出热能；为第i个气能设备在t时刻的输出气体体积；为产生功率的消耗垃圾量；i为第i个设施；j为时间尺度；f()为规模模型。所述模型调整步骤包括约束条件获取步骤；所述约束条件获取步骤包括能源网络参数获取步骤；在能源网络潮流约束步骤中，能源网络参数由下列公式获得：式中，ΔP为电网潮流有功功率偏差；ΔQ为电网潮流无功功率偏差；J为雅可比矩阵；Δθ为功角偏差；ΔV为网络电压偏差；在所述目标获取步骤中，目标函数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耦合区域网络的规划方法，其特征在于，包括如下步骤：模型形成步骤：获取各个预设参数，根据预设参数，构建规模模型；模型调整步骤：根据约束条件，调整规模模型；目标获取步骤：根据约束条件、规模模型，获取目标函数；尺度解耦步骤：根据目标函数，将规模模型进行时间尺度解耦。

【技术特征摘要】
1.一种耦合区域网络的规划方法，其特征在于，包括如下步骤：模型形成步骤：获取各个预设参数，根据预设参数，构建规模模型；模型调整步骤：根据约束条件，调整规模模型；目标获取步骤：根据约束条件、规模模型，获取目标函数；尺度解耦步骤：根据目标函数，将规模模型进行时间尺度解耦。2.根据权利要求1所述的耦合区域网络的规划方法，其特征在于，在所述模型形成步骤中，规模模型的构建由下列公式得到：式中，为第i个电能设备在t时刻的输出电功率；为第i个热能设备在t时刻的输出热功率；为第i个气能设备在t时刻的输出气功率；为第i个垃圾场在t时刻的垃圾运输功率；为第i个电能设备在t时刻的输出电能；为第i个热能设备在t时刻的输出热能；为第i个气能设备在t时刻的输出气体体积；为产生功率的消耗垃圾量；i为第i个设施；j为时间尺度；f()为规模模型。3.根据权利要求1所述的耦合区域网络的规划方法，其特征在于，所述模型调整步骤包括约束条件获取步骤；所述约束条件获取步骤包括能源网络参数获取步骤；在能源网络潮流约束步骤中，能源网络参数由下列公式获得：式中，ΔP为电网潮流有功功率偏差；ΔQ为电网潮流无功功率偏差；J为雅可比矩阵；Δθ为功角偏差；ΔV为网络电压偏差。4.根据权利要求3所述的耦合区域网络的规划方法，其特征在于，在所述目标获取步骤中，目标函数由下列公式得到：式中，为第i个电能设备在t时刻的输出电功率；为第i个热能设备在t时刻的输出热功率；为第i个气能设备在t时刻的输出气功率；为第i个垃圾场在t时刻的垃圾运输功率；N为能源网络参数矩阵；F()为目标函数；F1为利润；F2为环境效益；F3为资源利用率。5.根据权利要求1所述的耦合区域网络的规划方法，其特征在于，在所述尺度解耦步骤中，根据目标函数，对已经解耦的时间尺度并对约束条件进行线性化处...

【专利技术属性】
技术研发人员：解大，陈爱康，邰俊，余召辉，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海,31