[发明专利]综合能源系统中最优配置的计算方法和计算设备

权利要求书

1.一种综合能源系统中最优配置的计算方法，适于在计算设备中执行，所述方法包括步骤：

获取所述综合能源系统的电力参数，所述综合能源系统包括风机、蓄电池、电锅炉和储热罐，所述电力参数包括预设参数和从所述综合能源系统传输过来的运行参数；

构建所述综合能源系统的单机模型，所述单机模型包括风机模型、蓄电池模型、储热罐模型和电锅炉模型；

基于所述单机模型构建所述综合能源系统的容量规划模型，所述容量规划模型包括目标函数和约束条件，所述目标函数包括系统峰谷波动最小化、系统年建设成本和运行成本最小化；以及

将所述电力参数代入到所述单机模型和容量规划模型中，并对所述容量规划模型中具有不确定性的约束条件进行鲁棒转换，采用非支配排序遗传算法NSGA-II和逼近理想点法相结合进行求解，得到所述综合能源系统中各设备的最优容量配置；

其中，所述系统峰谷波动最小化、系统年建设成本和运行成本最小化的目标函数分别为：

minf₂＝C^inv+C^opt

式中：minf₁为系统峰谷波动最小化目标函数；minf₂为系统年建设成本和运行成本最小化目标函数；P_ξ为削峰填谷前的电负荷峰谷差；P^ES-dch-max为峰值负荷阶段由储能系统减少的发电量；P^ES-ch-max为低谷负荷阶段由储能系统吸收的能量；C^inv为系统年建设成本；C^opt为系统年运维成本。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述风机模型包括风电出力约束，其表达式为：

式中：为描述随机风速下风机载荷率变化的区间变量，为风机实际发电功率，M^WG为风机额定容量。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述蓄电池模型包括蓄电池容量约束，其表达式为：

式中：t为综合能源系统运行时段，t∈[1:T]，t∈T；Δt为单个时段的时长；为t时刻蓄电池的储能状态；λ^ES为蓄电池的自放电率；为t时刻蓄电池充/放电功率；η^ES-ch/η^ES-dch为t时刻蓄电池的充/放电效率；M^ES为蓄电池的安装容量；μ^ES-min/μ^ES-max为蓄电池的最小/最大储能系数。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述蓄电池模型还包括充电功率约束、放电功率约束、充放电状态约束、始末储电量约束，其表达式分别为：

式中：为t时刻蓄电池的充/放电状态0-1变量；P^ES-max为蓄电池最大功率；和分别为t₀和T时刻蓄电池的储能状态。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述储热罐模型包括储热罐容量约束，其表达式为：

式中：为t时刻储热罐的储热状态；λ^TS为储热罐的自放热率；为t时刻储热罐充/放热功率；η^TS-ch/η^TS-dch为t时刻储热罐的充/放热效率；为t时刻储热罐的充/放热状态0-1变量；M^TS为储热罐的安装容量；μ^TS-min/μ^TS-max为储热罐的最小/最大储能系数。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述储热罐模型还包括充热功率约束、放热功率约束、充放热状态约束、始末储热量约束，其表达式分别为：

式中：t时刻储热罐的充/放热状态0-1变量；H^TS-max为储热罐最大功率；和分别为t₀和T时刻储热罐的储能状态。