[发明专利]一种考虑天然气与电力耦合的综合能源规划方法

说明书

本发明公开了一种考虑天然气与电力耦合的综合能源规划方法：建立考虑天然气和电力耦合的综合能源规划模型，目标函数包括规划期内的总运行成本、新建机组投资成本、输电线路投资成本、输气线路投资成本、CHP机组建设成本、P2G厂站建设成本、GF建设成本、风电机组发电补贴，约束条件包括系统规划约束、能源系统约束、传输网络容量约束；综合能源规划模型线性化；综合能源规划模型求解，确定候选风电机组、火电机组、输电线路、输气线路、热电联产机组、燃气锅炉、电转气厂站的最优投资决策，获取上述能源设施的最优投建地址以及投资容量。

技术领域

本发明涉及综合能源规划方法，更具体地说，是涉及一种考虑天然气与电力耦合的综合能源规划方法。

背景技术

不论是在电力工业，还是在天然气领域，规划问题一直都是非常重要的前期准备工作。电力系统规划通常需要先确定负荷预测和电源的规划方案，在此基础上，以整个电力系统的运行和投资费用最小为目标，为满足不同用户日益增长的电力需求确定最优的电网规划方案。随着天然气网络和电力系统间耦合的不断加深以及P2G技术的引进，对于如何协调天然气与电力系统的规划工作，又提出了新的挑战。在天然气和电力耦合的综合能源系统中，不同能源形式之间相互转化，互相影响，需要在模型中体现这种耦合关系以得到最优的规划结果。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种考虑天然气与电力耦合的综合能源规划方法，以规划期内投资成本和运行成本综合最小为目标函数，以电力系统和天然气系统运行安全和耦合关系为约束条件，确定风电机组、火电机组、输电线路、输气线路、CHP、GF、P2G的最优规划方案。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明考虑天然气与电力耦合的综合能源规划方法，包括以下过程：

步骤一：建立考虑天然气和电力耦合的综合能源规划模型，包括目标函数和约束条件，以最小化规划期间综合能源系统成本的总价值为目标，目标函数包括规划期内的总运行成本、新建机组投资成本、输电线路投资成本、输气线路投资成本、CHP机组建设成本、P2G厂站建设成本、GF建设成本、风电机组发电补贴，约束条件包括系统规划约束、能源系统约束、传输网络容量约束；

步骤二：对综合能源规划模型进行线性化；

步骤三：对综合能源规划模型进行求解，确定候选风电机组、火电机组、输电线路、输气线路、热电联产机组、燃气锅炉、电转气厂站的最优投资决策，获取上述能源设施的最优投建地址以及投资容量。

步骤一中所述目标函数为：

min(TC+WC+LC+GC+HC+PC+FC-SC)

式中：TC是规划期内的总运行成本，WC是新建机组投资成本，LC是输电线路投资成本，GC是输气线路投资成本，HC是CHP机组建设成本，PC是P2G厂站建设成本，FC是GF建设成本，SC是风电机组发电补贴；

(1)规划期内的总运行成本