[发明专利]一种分布式综合能源系统的优化设计和调度方法及系统

说明书

本发明提供一种分布式综合能源系统的优化设计和调度方法及系统。所述方法首先，构建分布式综合能源系统的各个设备的数学模型，然后以分布式综合能源系统的年总费用和年碳排放量为目标函数，并确定约束条件，得到多目标优化模型；然后使用计算机软件进行优化求解多目标优化模型，得到所述多目标优化模型的非劣解集；采用多维偏好分析线性规划法和逼近于理想解的排序法获得非劣解集中的综合最优解作为最优设计和调度方案；本发明实现了A级数据中心分布式综合能源系统设计和调度的综合优化，在提高系统的供能可用度和电源使用率的同时，实现经济效益和环境效益的整体最优。

技术领域

本发明涉及分布式综合能源利用领域，特别涉及一种分布式综合能源系统的优化设计和调度方法及系统。

背景技术

近年来，随着互联网技术的发展，数据中心的规模和数量持续高速增长。2015年全球数据中心年耗电量约占世界总电耗的1.3％，预计2020年将超过8％，而碳排放量有望达到2059亿吨。因此，如何实现数据中心清洁、高效且成本可控的供能日益受到关注。另一方面，数据中心中IT设备连续运行对供能系统提出较高要求，通常采用可用度来衡量数据中心的性能。美国TIA-942-A-2014《数据中心电信基础设施标准》将可用度用于数据中心的分级，并提出容错级数据中心的可用度为99.995％；而国内缺乏对数据中心可用度的研究，国家相关标准也未明确容错级(A级)数据中心的可用度。

随着分布式能源的蓬勃发展，能源互联网已成为能源行业的研究热点。作为能源互联网的重要组成部分，分布式综合能源系统(DIES)采用冷热电三联供(CCHP)、光伏发电等技术，将传统的电、热、天然气供能系统与可再生能源协同规划，促进了清洁能源的消纳与系统综合效率的提升。采用DIES的数据中心，实现了能源的本地生产和运行成本的降低，获得了越来越多的关注。

然而，目前考虑数据中心技术特点的DIES优化设计和调度方法较少，同时针对数据中心的DIES进行经济和环境效益等多目标综合优化的方法亦不多见。因而有必要提出一种基于数据中心的DIES设计和调度联合优化决策方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种分布式综合能源系统的优化设计和调度方法及系统，以实现基于数据中心的分布式综合能源系统的调度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种分布式综合能源系统的优化设计和调度方法及系统，所述优化设计和调度方法包括如下步骤：

构建分布式综合能源系统的各个设备的数学模型；分布式综合能源系统包括光伏发电系统、燃气内燃机、储能电池、储冷单元、吸收式制冷机组、离心式制冷机和燃气锅炉中的一种或多种；

根据数学模型，构建分布式综合能源系统的年总费用目标函数和年碳排放量目标函数；

根据能量平衡原理和分布式综合能源系统的工程实际确定约束条件；

根据所述年总费用目标函数、所述年碳排放量目标函数和所述约束条件，建立多目标优化模型；

使用计算机软件进行优化求解多目标优化模型，得到所述多目标优化模型的非劣解集；

采用多维偏好分析线性规划法和逼近于理想解的排序法获得非劣解集中的综合最优解作为综合最优设计和调度方案；

利用所述综合最优设计和调度方案进行分布式综合能源系统的优化设计和调度。

可选的，所述根据所述数学模型，构建分布式综合能源系统的年总费用目标函数和年碳排放量目标函数，具体包括：

根据所述数学模型，建立分布式综合能源系统的年总费用目标函数F_ATC：