[发明专利]一种基于双层优化的区域综合能源系统规划优化方法

权利要求书

1.一种基于双层优化的区域综合能源系统规划优化方法，其特征在于：包括如下步骤：包括如下步骤：

S1、以能量平衡和能量网络传输功率的上下限为约束，以最低的经济和环境成本为目标函数，采用多目标遗传算法NSGA-II获得Pareto最优解集，选择多组最优解对应的容量作为区域综合能源系统的容量优化解决方案，对区域综合能源系统进行容量优化，找出区域综合能源系统的多组容量优化配置方案；

S2、以功率平衡和储能功率的上下限为容量规划约束条件，以最低的运行成本为目标函数，对步骤S1中规划出的多组容量优化配置方案进行优化运行，得到区域综合能源系统的多组运行输出结果，然后利用混合整数线性规划MILP求解系统的优化运行问题；

S3、进行容量选择，将步骤S2中多组运行输出结果与负荷需求进行比较，得出各组规划方案的负荷供给可靠性，即在能源供给效率上，使区域综合能源系统的能源供给与负荷需求的匹配程度；

S4、将得到的可靠性反馈到步骤S1的容量优化规划中，对区域综合能源系统的容量优化进行重新选择和优化，重复步骤S1-S3，最后选择供电可靠性最强的容量规划方案。

2.如权利要求1所述区域综合能源系统规划优化方法，其特征在于：在步骤S1中，容量优化规划模型分为经济模型和考虑阶梯环境交易的环境模型两部分；

S11、经济模型

在区域综合能源系统中，经济成本主要包括年度能源成本和年设备投资成本，即C_eco＝C_en+C_I (1)

每年的能源成本主要包括电力成本，热成本，天然气成本；考虑到RIES中的运行成本，设备输入，系统维护和供电单元的实际损耗，引入可微分的二次函数来表征系统中每个发电机组的电力成本和输出功率之间的关系；在计算热成本和天然气成本时，成本通常通过将每个电力乘以其电力成本来表示；

设备投资的年度成本是在考虑投资时间价值的基础上，平均每年年初购买设备的总投资，并获得年度设备投资；

式中，C_eco是系统的经济成本；C_en是年度能源成本；C_I是设备投资的年度成本；Ω_G是发电机组的集合；Ω_T是热源的集合；Ω_NG是NG源i的集合；α_Gi,β_Gi,γ_Gi是发电机i的成本因素；η_Gi是发电机i的利用效率；ζ_Ti是热源i的成本因素；ξ_NGi是NG源i的成本因素；P_Gi是发电机i的年输出功率，kW；P_Ti是热源i的年输出功率，kW；P_NGi是NG源i的年输出功率，kW；Ω^*是所有设备的集合；CRF_n是资本回收系数；r是资本的年利率；n是设备的技术寿命；

S12、考虑阶梯式环境交易的环境模型

阶梯式环境交易是指当污染物排放总量不超过污染物排放量的最大值时，环境成本等于每个排放源的各个污染物排放量乘以其环境价格，当污染物排放总量超过时，环境成本还包括超过部分的阶梯环境交易成本；

式中：C_ev为环境成本；P_k(t)为排放源k当时的功率，kw；为单位发电量排放源k的污染物j的排放量，kg/kWh；θ_j为污染物j单价，元/kg；δ_j和λ_j为污染物j阶梯环境交易价格，元/kg。