一种基于多目标蚁狮算法的建筑综合能源系统的规划方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多目标蚁狮算法的建筑综合能源系统的规划方法，应用于能源规划领域。通过构建规划场景的建筑综合能源系统中具有互补耦合特性的各能源设备的数学模型，同时建立冷热电负荷以及光伏、风力发电的功率曲线参数；确定并建立以规划场景经济性规划指标为目标的目标函数；构建同时满足冷热电功率平衡的等式约束条件以及冷热电储能装置、可控各机组功率、购电与售电功率的不等式约束条件下的求解目标函数的可行域；在求解目标函数的可行域中，应用多目标蚁狮算法对目标函数进行求解，得到规划场景的建筑综合能源系统中各能源设备配置。有效的降低了系统的经济运行成本，同时也降低了碳排放，有效的解决了一定程度上的环境污染问题。的环境污染问题。的环境污染问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多目标蚁狮算法的建筑综合能源系统的规划方法


[0001]本专利技术涉及能源规划领域，特别涉及一种基于多目标蚁狮算法的建筑综合能源系统的规划方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国的经济发展飞速，同时能源需求也日益增加。传统的化石能源不仅对自然环境造成了严重的破坏，而且也满足不了国内日益增长的能源需求。在能源压力与环境压力不断增大的新形势下，构建多能源互补的新型电力系统，发展低碳电力势在必行。以电、热、气等多种能源构建而成的建筑综合能源系统(Building integrated energy system，BIES)，可以促进风电、光电等可再生能源的消纳，实现多种类型的能源的互相转化，提高了能源的利用效率，对实现碳达峰与碳中和具有重要的意义。
[0003]建筑综合能源系统是多种能源联合运行系统，不同能源网络间的耦合联系强，不同能源形式间的互补替代可以大幅提升系统的综合能源利用效率。在综合能源场景规划中，并不是多种能源的简单叠加，而应按照不同能源间的互补耦合特性，统筹规划各种能源设备间容量配置和功率特性，实现多能互补效应。进而，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多目标蚁狮算法的建筑综合能源系统的规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)：构建规划场景的建筑综合能源系统中各能源设备的数学模型，所述各能源设备的数学模型间具有互补耦合特性，同时建立冷热电负荷以及光伏、风力发电的功率曲线参数；步骤(2)：确定所述规划场景的经济性规划指标，建立以所述经济性规划指标为目标的目标函数；步骤(3)：根据所述建筑综合能源系统中各能源设备的数学模型、所述冷热电负荷以及所述光伏、风力发电的功率曲线参数构建冷热电功率平衡的等式约束条件；根据所述建筑综合能源系统中各能源设备的数学模型、所述各能源设备数学模型间的互补耦合特性构建冷热电储能装置、可控各机组功率、购电与售电功率的不等式约束条件；构建同时满足所述冷热电功率平衡的等式约束条件以及所述冷热电储能装置、可控各机组功率、购电与售电功率的不等式约束条件下的求解所述目标函数的可行域；步骤(4)：在求解所述目标函数的可行域中，应用多目标蚁狮算法对所述目标函数进行求解，得到所述规划场景的建筑综合能源系统中各能源设备配置。2.根据权利要求1所述的一种基于多目标蚁狮算法的建筑综合能源系统的规划方法，其特征在于，步骤(1)中，所述建筑综合能源系统中各能源设备包括：燃气轮机、余热锅炉、吸收式制冷机、电锅炉、蓄电池储能、蓄冷罐储能、蓄热罐储能、光伏发电、风力发电、地源热泵、中央空调。3.根据权利要求2所述的一种基于多目标蚁狮算法的建筑综合能源系统的规划方法，其特征在于，步骤(1)中，构建所述建筑综合能源系统中各能源设备的数学模型的具体方法为：燃气轮机，通过燃烧燃气获得电能与热能，数学模型如下：燃气轮机，通过燃烧燃气获得电能与热能，数学模型如下：燃气轮机，通过燃烧燃气获得电能与热能，数学模型如下：其中，P
MT
(t)表示燃气轮机电功率输出；H
MT
(t)表示燃气轮机热功率输出；η
MT
表示燃气轮机的转化效率；K
h0
表示制热系数；表示余热回收比例；T1、T2表示环境温度系数；T0表示实际温度值；Q
MT
(t)表示燃气轮机的气输入功率；H表示天然气燃烧冷凝系数；余热锅炉，通过吸收燃气轮机产生的烟气余热并转化为高温蒸汽获得热能，数学模型如下：P
WHB
(t)＝Q
WHB
(t)η
WHB
COP
WHB
其中，P
WHB
(t)表示热输出功率；COP
WHB
表示制热系数；Q
WHB
(t)表示余热锅炉余热输入功率；η
WHB
表示余热锅炉转化效率；
吸收式制冷机，通过吸收余热锅炉转换产生的蒸汽余热来获得冷能，数学模型如下：P
AR
(t)＝Q
AR
(t)η
AR
COP
AR
其中，P
AR
(t)表示冷输出功率；Q
AR
(t)表示吸收式制冷机余热输入功率；η
AR
表示吸收式制冷机转化效率；COP
AR
表示制冷系数；电锅炉，通过消耗电能来获得热能，数学模型如下：P
EB
(t)＝η
EB
Q
EB
(t)其中，P
EB
(t)表示燃气锅炉的输出功率；η
EB
表示燃气锅炉热效率；Q
EB
(t)表示燃气锅炉电输入功率；蓄电池储能，在电价低时储存电能，电价高时释放电能，数学模型如下：其中，S
ES
(t)表示蓄电池容量；P
ES
(t)、分别表示蓄电池充电功率与充电效率；Q
ES
(t)、分别表示蓄电池放电功率与放电效率；σ
ES
表示蓄电池损耗系数；蓄冷罐储能，在电价低时储存冷能，电价高时释放冷能，数学模型如下：其中，M
IS
(t)表示蓄冷罐容量；P
IS
(t)、分别表示蓄冷罐制冷功率与制冷效率；Q
IS
(t)、分别表示蓄冷罐放冷功率与放冷效率；σ
IS
表示蓄冷罐损耗系数；蓄热罐储能，在电价低时储存热能，电价高时释放热能，数学模型如下：其中，H
HS
(t)表示蓄热罐容量；P
HS
(t)、分别表示蓄热罐储热功率与储热效率；Q
HS
(t)、分别表示蓄热罐放热功率与放热效率；σ
HS
表示蓄热罐损耗系数；光伏发电，通过光伏效应将太阳能转换为电能，数学模型如下：光伏发电，通过光伏效应将太阳能转换为电能，数学模型如下：其中，P
PV
(t)表示输出功率；P
STC
表示标准测试下的输出功率；G
STC
表示标准光照强度，数值为1000W/m3；G
PV
(t)表示实际接收到的光照强度；k表示功率温度系数，数值为
‑
0.0047/℃；T
r
表示参考温度，数值为25℃；T
e
(t)表示电池温度；T
amd
表示环境温度；风力发电，将风能转换为电能，数学模型如下：其中，P
WT
(t)表示风机输出功率；P
r
表示风机额定功率；ν
r
表示风机额定风速；v
ci
表示风机开始工作风速；ν
co
表示风机停止工作风速；
地源热泵，通过少量高品位电能将土壤中的低品位能量转换为高品位的热能或冷能，数学模型如下：C
HP
(t)＝P
HP
(t)*copc*Z
HP
Q
HP
(t)＝P
HP
(t)*coph*(1
‑
Z
HP
)其中，P
hp
(t)表示输入电功率；C
hp
(t)表示输出冷功率；Q
hp
(t)表示输出热功率；copc表示制冷系数；coph表示制热系数；Z
hp
表示制冷制热模式选择，数值为0时表示制热，为1时表示制冷；中央空调，通过消耗电能获得热能或冷能，数学模型如下：Q
AC
(t)＝P...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏立明，孙雪景，姚小春，王锐，徐硕，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：发明
国别省市：