[发明专利]一种多源耦合的综合能源系统规划方法

说明书

技术领域

本发明属于综合能源系统规划技术领域，尤其是一种多源耦合的综合能源系统规划方法。

背景技术

广义的能源系统包括电力系统、供热系统、供冷系统和天然气系统等子系统。在传统的供能方式下，不同系统是单独规划、运行和管理的，这种状态造成了部分能源设施的重复建设，抑制了能源使用效率的提高和可再生能源的消纳。

综合能源系统是一种存在多种能源交互的能源综合网络，是目前能源领域发展的重要形态。综合能源系统通过冷、热、电、气等多能流综合规划、协调控制、智能调度与多元互动，能够显著提高能源利用效率与分布式可再生能源就地消纳能力。

目前已有研究侧重于单一供能系统专项规划与优化配置，对综合能源系统的协调开发与整体效益考虑不足，尚缺乏多种能源产供用系统性的统筹规划和集成解决方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种多源耦合的综合能源系统规划方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种典型的综合能源系统规划方法，所述系统规划方法包括：

步骤1)建立综合能源系统耦合模型，所述模型用于反映能源输入与能源输出的关系，并通过列写数学耦合矩阵来描述冷/热/电/气四种能源形式之间的耦合关系；

步骤2)实施区域现状分析，包括实施区规划用地现状分析、市政规划现状分析、资源分布现状分析，所述规划用电现状分析用于分析规划期内不同功能区的面积、建筑面积、人口数量等指标；所述市政规划现状分析用于确定实施区域基础设施的规划布局、道路建设的规划布局、绿化的规划和布局；所述资源分析，包括电力资源、燃气资源、可再生能源资源、可利用的低品位资源等，用于确定实施区域资源总量。

步骤3)实施区域能源需求预测：依据实施区域不同功能区的规划布局，及不同功能区能源需求不同的特性，预测各类功能区冷、热、电、气的需求；所述实施区域能源需求预测用于确定实施区域的负荷密度，包括热负荷密度、电负荷密度、燃气密度。

步骤4)供能设备出力分析，包括风力发电机组、光伏电站、燃气轮机、地源热泵等设备出力模型，用于分析设备出力情况。

步骤5)能源站选址定容：在保证系统稳定运行、供能安全可靠的基础上，一方面综合考虑系统规划控制条件、冷热负荷分布、自然资源分布、区域整体规划等因素，合理确定能源站选址；另一方面通过确立能源站优化规划目标函数和约束条件建立求解模型，求解模型得到最佳能源站配置容量。

本发明的优点和积极效果是：

本发明提供的典型综合能源系统规划方法，该方法可在满足冷/热负荷需求的情况下，优化风电机组、光伏电站、燃气轮机机组、地源热泵机组的选址和定容，为综合能源系统的规划和运行奠定了基础。

附图说明

图1为本方法的框架图；

图2为综合能源系统耦合模型。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种典型的综合能源系统规划方法，所述系统规划方法包括：

步骤1：所述综合能源系统耦合模型，如图2所示。所示耦合模型包括能源输入端(P₀为分布式能源输入，P_e为电输入，P_g为气输入)，中间能源转换环节，能源输出端(L_e为电输出,L_h为气输出，L₀为分布式能源输出)以及储能装置(S₁和S₂)。

步骤1.1：列写能源系统输入与输出的耦合关系：

L＝C P (1)

式(1)中：L是输出，P是输入，C是输入与输出的耦合矩阵

步骤1.2：列写内部耦合矩阵的元素

式(2)中：P₀为分布式能源输入，P_e为电输入，P_g为气输入，L_e为电输出,L_h为气输出，L₀为分布式能源输出，耦合矩阵里面的元素代表不同形式能源的耦合系数。

步骤2)实施区域现状分析，包括实施区规划用地现状分析、市政规划现状分析、资源分布现状分析。