【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于能源管理，尤其涉及一种综合能源系统低碳经济运行方法和装置。
技术介绍
1、以风、光等为代表的新能源发电将迎来爆发式增长和高比例接入，为适应新能源发电的随机性、波动性、间歇性等特征，储能也逐渐成为新能源时代发展中重要一角。以绿色发展为目标，实现对环境的减排减碳的综合能源系统(integrated energy systems，ies)成为社会能源领域进步的重要一环。现有技术中大多着力于解决综合能源系统的能源消纳和设备的出力状况问题，极少有同时研究综合能源系统的能源消纳和系统收益情况相互制约的情况。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是，提供一种综合能源系统低碳经济运行方法和装置，利用双层主从博弈方法对系统的经济效益和环境效益以及能源的利用效率进行优化。上层对源侧能源设备出力情况、碳排放以及运维成本进行综合优化；下层将综合能源系统分为能源运营商、光热供应商、用户聚合商、多元储能商四个主体，利用主从博弈的方法将能源运营商作为领导者，其他三个为跟随者，构建一主三从的主从博弈关系。对于综合能源系统中经济性和能源利用率问题的处理方法中，单层主从博弈方法缺少对碳排放和运维成本指标的着重约束，难以实现理想的减排减碳效益，而双层优化方法较为普遍且在系统出现多个利益主体的情况时很难实现利益共赢，而双层主从博弈补缺了双层优化的弊端，针对多个主体的利益进行实时互动直至达到均衡解。在模型的求解过程中利用改进后的nsga-ⅱ联合cplex求解器，在提高系统稳定性的同时，很好的提高了经济
2、本专利技术目的采用以下技术方案实现：
3、一种综合能源系统低碳经济运行方法，包括以下步骤：
4、步骤s1、对综合能源系统中的源侧、荷侧、储能侧的能源需求和供应信息进行分析；
5、步骤s2、根据分析结果，构建综合能源系统优化运行模型；
6、步骤s3、对步骤s2的综合能源系统优化运行模型中的最优成本问题进行求解，得出优化运行各新能源设备的出力最优解、能源价格信息以及最优目标函数值。
7、作为优选，综合能源系统优化运行模型包括上层和下层，其中，上层建立关于建立关于光热供应商和碳排放成本双目标模型，在碳排放成本最小的约束下求解光热供应商的收益问题；下层建立关于综合能源系统“源-网-荷-储”四方主从博弈模型，根据约束条件，构建出综合能源系统经济运行模型，同时优化目标为综合能源系统中四方博弈主体运行收益相对最大。
8、作为优选，下层建立含光热电站和空气储能装置的综合能源系统拓扑结构，将综合能源系统分四个利益主体，分别为能源运营商、光热供应商、用户聚合商、多元储能商，同时以各自的收益最大化为优化目标，利用主从博弈将能源运营商作为领导者，其他三个为跟随者，构建一主三从的主从博弈关系；源侧，将能源运营商eo作为领导者，光热供应商sts作为跟随者；在荷侧，将能源运营商eo作为领导者，用户聚合商ua作为跟随者，同时考虑负荷侧的可转移、可削减负荷综合需求响应的影响；储能侧，将能源运营商eo作为领导者，多元储能商des作为跟随者。
9、作为优选，采用改进nsga-ⅱ结合cplex智能求解器，对综合能源系统双层模型中的最优成本问题进行求解，得出优化运行各新能源设备的出力最优解、能源价格信息以及最优目标函数值。
10、本专利技术还提供一种综合能源系统低碳经济运行装置，包括：
11、预处理模块，用于对综合能源系统中的源侧、荷侧、储能侧的能源需求和供应信息进行分析；
12、构建模块，用于根据分析结果，构建综合能源系统优化运行模型；
13、计算模块，用于对综合能源系统优化运行模型中的最优成本问题进行求解，得出优化运行各新能源设备的出力最优解、能源价格信息以及最优目标函数值。
14、作为优选，综合能源系统优化运行模型包括上层和下层，其中，上层建立关于建立关于光热供应商和碳排放成本双目标模型，在碳排放成本最小的约束下求解光热供应商的收益问题；下层建立关于综合能源系统“源-网-荷-储”四方主从博弈模型，根据约束条件，构建出综合能源系统经济运行模型，同时优化目标为综合能源系统中四方博弈主体运行收益相对最大。
15、作为优选，下层建立含光热电站和空气储能装置的综合能源系统拓扑结构，将综合能源系统分四个利益主体，分别为能源运营商、光热供应商、用户聚合商、多元储能商，同时以各自的收益最大化为优化目标，利用主从博弈将能源运营商作为领导者，其他三个为跟随者，构建一主三从的主从博弈关系；源侧，将能源运营商eo作为领导者，光热供应商sts作为跟随者；在荷侧，将能源运营商eo作为领导者，用户聚合商ua作为跟随者，同时考虑负荷侧的可转移、可削减负荷综合需求响应的影响；储能侧，将能源运营商eo作为领导者，多元储能商des作为跟随者。
16、作为优选，计算模块采用改进nsga-ⅱ结合cplex智能求解器，对综合能源系统双层模型中的最优成本问题进行求解，得出优化运行各新能源设备的出力最优解、能源价格信息以及最优目标函数值。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
18、本专利技术通过利用双层主从博弈方法处理在多个决策商收益问题的同时，考虑环境效益对其所造成的影响。将综合能源系统划分为能源运营商、光热供应商、用户聚合商、多元储能商四个决策商并且采用改进nsga-ⅱ结合cplex求解器对该模型进行求解，在保证系统安全运行的同时，降低了供能侧运行成本，提高储能侧了经济效益，碳排放成本也随之降低。进一步，源侧利用cchp机组、光热电站联合压缩空气储能设备等新能源设备满足系统中用户侧的能源需求，对于系统中源侧新能源设备的出力不确定性进行模糊处理，同时考虑综合能源系统中的碳排放指标；用户侧考虑电热冷负荷的综合需求响应，同时分析多种能源负荷及用能满意度情况。
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1.一种综合能源系统低碳经济运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的综合能源系统低碳经济运行方法，其特征在于，综合能源系统优化运行模型包括上层和下层，其中，上层建立关于建立关于光热供应商和碳排放成本双目标模型，在碳排放成本最小的约束下求解光热供应商的收益问题；下层建立关于综合能源系统“源-网-荷-储”四方主从博弈模型，根据约束条件，构建出综合能源系统经济运行模型，同时优化目标为综合能源系统中四方博弈主体运行收益相对最大。
3.如权利要求2所述的综合能源系统低碳经济运行方法，其特征在于，下层建立含光热电站和空气储能装置的综合能源系统拓扑结构，将综合能源系统分四个利益主体，分别为能源运营商、光热供应商、用户聚合商、多元储能商，同时以各自的收益最大化为优化目标，利用主从博弈将能源运营商作为领导者，其他三个为跟随者，构建一主三从的主从博弈关系；源侧，将能源运营商EO作为领导者，光热供应商STS作为跟随者；在荷侧，将能源运营商EO作为领导者，用户聚合商UA作为跟随者，同时考虑负荷侧的可转移、可削减负荷综合需求响应的影响；储能侧，将能源运营商EO作
4.如权利要求3所述的综合能源系统低碳经济运行方法，其特征在于，采用改进NSGA-Ⅱ结合CPLEX智能求解器，对综合能源系统双层模型中的最优成本问题进行求解，得出优化运行各新能源设备的出力最优解、能源价格信息以及最优目标函数值。
5.一种综合能源系统低碳经济运行装置，其特征在于，包括：
6.如权利要求5所述的综合能源系统低碳经济运行装置，其特征在于，综合能源系统优化运行模型包括上层和下层，其中，上层建立关于建立关于光热供应商和碳排放成本双目标模型，在碳排放成本最小的约束下求解光热供应商的收益问题；下层建立关于综合能源系统“源-网-荷-储”四方主从博弈模型，根据约束条件，构建出综合能源系统经济运行模型，同时优化目标为综合能源系统中四方博弈主体运行收益相对最大。
7.如权利要求6所述的综合能源系统低碳经济运行装置，其特征在于，下层建立含光热电站和空气储能装置的综合能源系统拓扑结构，将综合能源系统分四个利益主体，分别为能源运营商、光热供应商、用户聚合商、多元储能商，同时以各自的收益最大化为优化目标，利用主从博弈将能源运营商作为领导者，其他三个为跟随者，构建一主三从的主从博弈关系；源侧，将能源运营商EO作为领导者，光热供应商STS作为跟随者；在荷侧，将能源运营商EO作为领导者，用户聚合商UA作为跟随者，同时考虑负荷侧的可转移、可削减负荷综合需求响应的影响；储能侧，将能源运营商EO作为领导者，多元储能商DES作为跟随者。
8.如权利要求7所述的综合能源系统低碳经济运行装置，其特征在于，计算模块采用改进NSGA-Ⅱ结合CPLEX智能求解器，对综合能源系统双层模型中的最优成本问题进行求解，得出优化运行各新能源设备的出力最优解、能源价格信息以及最优目标函数值。
...【技术特征摘要】
1.一种综合能源系统低碳经济运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的综合能源系统低碳经济运行方法，其特征在于，综合能源系统优化运行模型包括上层和下层，其中，上层建立关于建立关于光热供应商和碳排放成本双目标模型，在碳排放成本最小的约束下求解光热供应商的收益问题；下层建立关于综合能源系统“源-网-荷-储”四方主从博弈模型，根据约束条件，构建出综合能源系统经济运行模型，同时优化目标为综合能源系统中四方博弈主体运行收益相对最大。
3.如权利要求2所述的综合能源系统低碳经济运行方法，其特征在于，下层建立含光热电站和空气储能装置的综合能源系统拓扑结构，将综合能源系统分四个利益主体，分别为能源运营商、光热供应商、用户聚合商、多元储能商，同时以各自的收益最大化为优化目标，利用主从博弈将能源运营商作为领导者，其他三个为跟随者，构建一主三从的主从博弈关系；源侧，将能源运营商eo作为领导者，光热供应商sts作为跟随者；在荷侧，将能源运营商eo作为领导者，用户聚合商ua作为跟随者，同时考虑负荷侧的可转移、可削减负荷综合需求响应的影响；储能侧，将能源运营商eo作为领导者，多元储能商des作为跟随者。
4.如权利要求3所述的综合能源系统低碳经济运行方法，其特征在于，采用改进nsga-ⅱ结合cplex智能求解器，对综合能源系统双层模型中的最优成本问题进行求解，得出优化运行各新能源设备的出力最优解、能源价格信息以及最优目标函数值。
...【专利技术属性】
技术研发人员：刘早富，徐晨，刘玲，万黎升，陈凡，傅裕，罗春晨，
申请(专利权)人：中国电建集团江西省电力设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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