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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于设计园区综合能源规划领域,尤其是一种计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法及装置。
技术介绍
1、在传统的能源系统中,冷、热、电、气等能源系统彼此独立,以满足自身内部的能源需求,各能源系统之间很难发挥互补优势。园区级综合能源系统(community integratedenergy system,cies)能够灵活的耦合多种能源(冷、热、电等)并同时能够满足各种类型的能源需求,有助于提高能源利用效率和促进可再生能源(renewable energy,re)利用,得到了广泛的应用。此外,进入二十一世纪以来,全球气候变化越来越剧烈,各种极端灾害频繁发生,给综合能源系统的安全运行带来了严峻考验。因此,传统面向经济的规划方法无法适用于未来甚至当下含有高比例可再生能源的园区规划。
2、目前,已有众多学者对cies的规划及运行进行相关研究。文献[sun j,ruze n,zhang j,et al.capacity planning and optimization for integrated energysystemin industrial park considering environmental externalities[j].renewableenergy,2021,167:56-65]建立了一个考虑污染物排放成本的容量规划和优化模型,并采用粒子群算法对模型进行求解,研究结果表明合理的容量配置结构可以降低单位能量的生产成本。文献[fu b,ouyang c,li c,et al.an i
3、然而,在实际运行中,能量生产和转换设备通常具有明显的非线性变工况特性,即:设备效率会随负载率与环境因素变化。设备的变工况特性会导致模型呈现出非线性。
4、本专利技术主要解决的问题是:1)园区综合能源安全性-经济性协同规划问题,2)高比例可再生能源接入下海量场景造成的计算负担问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法及装置,解决上述提出的问题。
2、本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是:
3、本专利技术的第一方面是提供了一种计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法,包括以下步骤:
4、s01:获取能源信息及待选设备信息,并生成信息库;
5、s02:建立待选设备模型库;
6、s03:从能源网及设备数据库中选择备选设备及参数,系统数据、年度负荷曲线,设备最大规划容量、经济性参数和电力、天然气的最大购买量参数,建立上层规划建设模型、下层运行优化模型及两阶段经济-安全协同规划模型;
7、s04:构建基于ltsp方法的状态分析方法;
8、s05:进行园区综合能源功能性评估,制定最佳规划方案。
9、进一步地,s01所述能源信息包括:电网状态信息、上级气网信息、热网状态信息,冷、热、电能源需求信息,综合能源设备参数信息,并存储数据生成信息库。
10、进一步地,s02所述待选设备模型库包括能源集线器模型、热电联产机组模型、能量转换设备模型及储能模型;
11、所述能源集线器模型的输入和输出能量关系表达为:
12、
13、其中:向量[l1 l2 ... ll]t表示能源需求集合,向量[p1 p2 ... pp]t表示能源供给集合,p*l维的矩阵ηpl表示能源转换系数,式(1)表示为如下矩阵形式:
14、l=ηp (2)
15、所述热电联产机组模型约束包括:
16、pout,t=pin,thngηgte (3)
17、qout,t=pin,thng(1-ηgte-ηs)ηgth (4)
18、其中:hng是天然气的热值,ηgte表示chp的发电功率,ηs表示热损耗系数,ηgth表示chp的发热效率,pout,t为chp输出电功率,pin,t为chp输入功率,qout,t为chp输出热功率;
19、在实际运行时,chp必本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法,其特征在于,S01所述能源信息包括:电网状态信息、上级气网信息、热网状态信息,冷、热、电能源需求信息,综合能源设备参数信息,并存储数据生成信息库。
3.根据权利要求2所述的计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法,其特征在于,S02所述待选设备模型库包括能源集线器模型、热电联产机组模型、能量转换设备模型及储能模型;
4.根据权利要求3所述的计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法,其特征在于,所述上层规划建设模型目标函数是最小化园区综合能源系统全生命周期成本,包括投资建设成本Cinv、年度运行成本Copr和可靠性成本Crel:
5.根据权利要求4所述的计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法,其特征在于,下层运行优化模型目标函数被描述为:
6.根据权利要求5所述的计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法,其特征在于,园区
7.根据权利要求6所述的计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法,其特征在于,两阶段经济-安全协同规划模型被等效成矩阵紧凑形式:
8.根据权利要求7所述的计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法,其特征在于,所述步骤S04构建基于LTSP方法的状态分析方法求解过程如下:
9.根据权利要求1所述方法的计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划装置,包括:
...【技术特征摘要】
1.一种计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法,其特征在于,s01所述能源信息包括:电网状态信息、上级气网信息、热网状态信息,冷、热、电能源需求信息,综合能源设备参数信息,并存储数据生成信息库。
3.根据权利要求2所述的计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法,其特征在于,s02所述待选设备模型库包括能源集线器模型、热电联产机组模型、能量转换设备模型及储能模型;
4.根据权利要求3所述的计及多种不确定性园区综合能源安全-经济协同规划方法,其特征在于,所述上层规划建设模型目标函数是最小化园区综合能源系统全生命周期成本,包括投资建设成本cinv、年度运行成本copr和可靠性成本c...
【专利技术属性】
技术研发人员:王坤,刘涛,郑雅雯,王浩鸣,侯恺,戚艳,艾邓鑫,崔文庆,张博涵,田昕怡,杜颖康,曲嘉伟,甘智勇,
申请(专利权)人:国网天津市电力公司电力科学研究院,
类型:发明
国别省市:
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