[发明专利]一种综合能源系统多能耦合分层建模方法

权利要求书

1.一种综合能源系统多能耦合分层建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤100、确定五个层级，分别为分配层、转换层、集成层、储能层和网络层，每个层级都以传递矩阵的形式表述；

步骤200、依据不同层级加工多功能耦合的过程分解为能量的分配、转换、集成、存储和传输，并将五个层级的传递矩阵相乘，得到综合能源系统的输入能源和输出能源的耦合关系。

2.根据权利要求1所述的一种综合能源系统多能耦合分层建模方法，其特征在于，所述分配层用于表述综合能源系统的输入能源按照一定的比例分配给能源转换设备的过程，以矩阵M₁表示，则能源经过分配层的变化过程表示为：

式中：P^α,P^β,…,P^ω为能源输入，其上标α,β,…,ω表示能源形式，，表示分配层的输出能源，其下标表示能源转换设备的编号。

3.根据权利要求2所述的一种综合能源系统多能耦合分层建模方法，其特征在于，M₁表示分配层传递矩阵，由分配系数构成，表示为：

式中：表示分配系数，用以表征某种形式的能源在能源转换设备之间的分配比例；

所述分配系数满足如下约束条件：

···

且有

式中：k表示分配系数的编号，k∈[1,n]。

4.根据权利要求3所述的一种综合能源系统多能耦合分层建模方法，其特征在于，所述转换层用于表述能源在能源转换设备上的转换过程，以矩阵M₂表示，则能源经过转换层的变化过程表示为：

式中：i表示能源形式，k∈[α,β,…,ω]；表示转换层的输出能源。

5.根据权利要求4所述的一种综合能源系统多能耦合分层建模方法，其特征在于，M₂表示转换层传递矩阵，由转换效率构成，表示为：

式中：式中：表示转换设备的效率。

6.根据权利要求5所述的一种综合能源系统多能耦合分层建模方法，其特征在于，所述集成层用于表述各能源转换设备所输出的能量在相同能源形式上的集成过程，以矩阵M₃表示，则能源经过集成层的变化过程表示为：

式中：I^α,I^β,…,I^ω表示集成层的输出能源。

7.根据权利要求6所述的一种综合能源系统多能耦合分层建模方法，其特征在于，M₃表示集成层的传递矩阵，由指示变量构成，表示为：

式中：表示集成层的指示变量，均为二进制0-1变量，其取值规则为：当x＝i，则否则，其中x,y∈[α,β,…,ω]。

8.根据权利要求7所述的一种综合能源系统多能耦合分层建模方法，其特征在于，所述储能层用于表述各种形式能源在储能设备上的存储/释放过程，以矩阵M₄表示，则能源经过储能层的变化过程表示为：

式中：T^α,T^β,…,T^ω表示储能层的输出能源；S^α,S^β,…,S^ω表示储能设备的输出功率；M₄表示储能层传递矩阵，为对角线阵，表示为：

式中：对角线元素均为1，而非对角线元素均为0。