[发明专利]基于情景分析的综合能源系统模型比较方法和优化系统

权利要求书

1.一种基于情景分析的综合能源系统模型比较方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，建立综合能源系统典型运行情景分析模型，基于国内外综合能源系统发展现状，构建外源式、分布式、潜力式三类典型情景模型，用于支撑综合能源系统模型的对比评价和配置优化；

步骤S2，建立综合能源系统能源供需配置模型，以经济效益为优化目标建立综合能源系统优化目标函数；

步骤S3，基于三类情景模型分析，分别建立系统总体供需边界约束条件和具体约束，以多品位异质能源流供应量为优化变量，求解综合能源系统优化目标函数得到一系列最优经济效益的供需配置模型；利用负荷模拟估计各类场景下各能流构建需求响应、能流延迟和能流损耗特性，进一步筛选出符合期望的供需配置模型；

步骤S4，控制输入数据的一致性，以设备容量配置、能源产生量、储放能源量、二氧化碳排放量及可变操作成本为分析指标，基于实际综合能源系统，以待比较模型为对象进行模型差异分析，建立综合能源系统模型横向差异对比方法，确立供需配置模型；

步骤S5，在横向差异对比方法的基础上，通过变异参数法建立设备容量配置变动下供需配置模型变动，纵向建立以经济效益为指标的模型敏感性分析方法，分析其设备容量配置的变化情况及综合能源系统优化目标函数最优值的变化情况，并对设备容量配置序列进行反复迭代，得到综合能源系统优化配置模型；

步骤S1中构建外源式典型情景模型的方法为：

外源式典型情景模型总体承担系统内部用能需求的65％～90％，其中，外部能源承担系统内部用能需求的45％～65％；考虑到光电、风电的供给不稳定性带来的调峰难度和设备复杂性增加，将可再生能源利用比例降低至系统内部用能需求的10％以下，仅负责系统中住宅、办公部分建筑供能；稳定的传统能源内部机组设备承担系统内部用能需求的10％～20％；由于储能设备设置较少，且源侧具有较高灵活性，荷侧不设置需求响应机制；系统内部用能需求未能满足部分通过设置惩罚系数计算其成本；

步骤S1中构建分布式典型情景模型的方法为：

分布式典型情景模型以尽可能多利用可再生能源为设计原则，该模型总体承担系统内部用能需求的70％～90％，其中，所有内部机组设备承担系统内部用能需求的60％～70％，外部能源承担系统内部用能需求的10％～20％，可再生能源利用比例为系统内部用能需求的15～35％；为提升综合能源系统对可再生能源的消纳能力，相应配置储电、储热设备；对于分布式典型情景模型中的散点用户需求的不稳定性和热网强延迟性，采取实时预测机制和用户需求响应策略，对于接受响应的用户采用激励机制，以平衡时空上的供需不匹配问题；

步骤S1中构建潜力式典型情景模型的方法为：

潜力式典型情景模型总体承担系统内部用能需求的65％～85％，该模型关注综合能源系统内因地制宜可大力开发的可再生能源形式，并以其为中心展开设计，该可再生能源占系统内部用能需求的10％以上，稳定的传统能源内部机组设备承担系统内部用能需求的55％～65％，外部能源承担系统内部用能需求的10％～20％，该模型采取与分布式典型情景模型相同的需求响应机制。

2.根据权利要求1所述的基于情景分析的综合能源系统模型比较方法，其特征在于：步骤S2具体为：

1)以经济效益为优化目标，建立各能流经济效益优化目标函数，

其中，为能流经济优化目标，代表不同能流，为可变操作成本，为燃料成本，为二氧化碳排放成本，为未满足的能源需求的惩罚成本，为设备初投资成本；

可变操作成本与能源供应量存在以下关系

燃料成本由下式计算

其中，为所需燃料数量，与能源供应量存在函数关系式，为正相关；为燃料单价；

二氧化碳排放成本计算与燃料成本相似，其中二氧化碳排放量与能源供应量呈正相关；

未满足的能源需求的惩罚成本

其中，为惩罚系数，为总能源需求量；

2)通过叠加各能流，获得综合能源系统优化目标函数，