[发明专利]用于多能互补综合能源系统的优化方法、系统及设备

说明书

本公开提供了一种用于多能互补综合能源系统的优化方法、系统及设备，涉及能源利用技术领域，解决的是现有的综合能源系统的建设缺乏系统性设计指导的问题，具体方案为采用最大矩形法对新能源发电设备、P2G设备和发电机组的容量进行配置；采用两级优化模型对锅炉和热泵的容量进行配置，对发电机组、锅炉和热泵设备的出力进行优化；利用本公开所述的方法进行综合能源系统的优化涉及，各用能点间联系密切，结构灵活，便于后期扩大综合系统区域，也对线路损坏有较强的适应能力，可以较好保证各用能点的能量供应。

技术领域

本公开涉及能源利用技术领域，特别涉及一种用于多能互补综合能源系统的优化方法、系统及设备。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

在能源短缺和环境恶化的背景下，如何实现可持续发展是当今时代的热点问题。综合能源系统集成能量生产、转换、存储技术，包括新能源发电、冷热电联供系统、电制冷系统、储能系统，是解决能源和环境危机的有效途径，其中，冷热电联供系统利用发电机组余热，基于能量梯级利用原理，同时满足用户电、冷、热多元需求，是科学用能的典范。另一方面，电制气(Power To Gas，简称P2G)技术的产生推动了冷热电气四联供技术的发展，而综合能源系统是包含冷热电气四联供系统的复杂度更高，成本也提高的庞大系统，其往往覆盖区域大且各区域间联系密切。综合能源系统的优化即旨在合理利用资源，实现多能互补，降低成本，力求节能减排。

本公开发明人发现，在实际的应用中，综合能源系统的建设缺乏系统性设计指导，建成的工程多是凭经验建设，缺乏科学性，这主要是因为目前尚无集综合能源系统拓扑结构设计、系统设备容量配置和运行优化的系统优化方法，也缺少基于系统优化方法构建的系统优化设计平台。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种用于多能互补综合能源系统的优化方法、系统及设备，实现了能源的区域平衡，能量的交互与P2G气网结合风电和光电配合运作，有效解决了弃风弃光问题。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种多能互补综合能源系统优化方法。

一种用于多能互补综合能源系统的优化方法，包括以下步骤：

采用最大矩形法对新能源发电设备、P2G设备和发电机组的容量进行配置；

实时采集能源系统中各个设备的运行数据和配置信息；

以总成本最低、碳排放处理成本最低和投资回收期最低为目标，采用两级优化模型对锅炉和热泵的容量进行配置，对发电机组、锅炉和热泵设备的出力进行优化。

作为可能的一些实现方式，所述两级优化模型具体为：一级优化使用二级优化的设备t时刻出力结果，采用遗传算法，得到设备容量配置结果；二级优化采用一级优化的设备容量配置结果，采用非线性规划方法，得到设备t时刻的出力结果。

本公开第二方面提供了一种用于多能互补综合能源系统的优化设计系统，包括：

数据采集模块，被配置为：采集系统设计所需的各建设区域点用能信息和位置信息、系统建设区域地域信息、系统设计所需设备经济成本信息、系统设计需满足的特殊设计要求和设计标准信息；

图形计算处理模块，被配置为：根据采集到的数据进行系统拓扑结构设计；

基础设备选择模块，被配置为：进行发电机组、供暖制冷机组和P2G设备的选择；

新能源发电设备选择模块，被配置为：进行新能源发电设备的选址和定容；

设备配置及运行优化模块，被配置为：采用最大矩形法对新能源发电设备、P2G设备和发电机组的容量进行配置；采用两级优化模型对锅炉和热泵的容量进行配置，对发电机组、锅炉和热泵设备的出力进行优化。