[发明专利]一种园区综合能源系统薄弱环节辨识及扩容改造方法

说明书

本发明涉及一种园区综合能源系统薄弱环节辨识及扩容改造方法，其包括以下步骤：1)对PIES及各设备进行建模；2)构建PIES运行效能评价指标体系：3)通过数据获取、数据分析及指标测算、薄弱环节三个阶段，辨识既有PIES的薄弱环节；4)对既有PIES进行扩容改造，提升PIES在运行经济性、节能减排、促进可再生能源消纳等方面的效能。本发明的园区综合能源系统薄弱环节辨识及扩容改造方法，解决了既有PIES规划阶段与运行阶段衔接性差、设备选型及容量配置不合理，使得PIES实际运行效果与初始设计目标差异较大等问题，从既有PIES运行效能分析入手，辨识系统的薄弱环节，并对既有PIES进行规划改造，挖掘系统潜力，提升系统的运行经济性和环保性。

技术领域

本发明属于园区综合能源系统技术领域，尤其涉及一种园区综合能源系统薄弱环节辨识及扩容改造方法。

背景技术

近年来，冷热电联供、分布式发电、电转气等多能耦合技术的推广和应用，促进了综合能源系统的发展，综合能源系统是指在规划、设计、建设和运行等过程中进行有机协调与优化形成的能源产、供、消一体化系统。其中，园区综合能源系统(Park-levelIntegrated Energy System，PIES)是用户侧电/热/气多能源耦合的典型方式，在各地得到了快速发展，如国网客服中心北方园区型绿色能源网、天津大学滨海工业研究院园区、上海迪士尼度假区示范工程等。对目前既有园区而言，如何通过能源转换、耦合、储存等环节的优化改造，进一步提升系统的运行效能，是其关注的重点。

目前，在PIES规划方面已有大量的研究。文献[1]提出了电/气/热耦合型PIES设备选型和容量规划方法，并考虑了可再生能源不确定性对规划结果的影响，增强了规划方案的鲁棒性；文献[2]建立了基于改进型Kriging模型的PIES规划配置方法，通过能量生产、储存环节的优化互补，可最大限度降低系统用能成本；文献[3]考虑了能源需求、建设时序等问题，提出了PIES多场景规划方法，但在规划中没有考虑储能设备；文献[4]在设备容量规划的同时，考虑投资约束，构建了多目标双层优化模型，可利用有限的资金实现系统的最佳规划；文献[5]考虑工业园区的实际情况，提出了基于能量平衡的工业PIES规划方法，使多储能组合、多能工业驱动和系统优化运行策略有机结合。文献[6]以最大限度降低建设投资和运行能耗为目标，计及多能源供需协调、设备安装能力等约束，建立了PIES最优协同规划模型；文献[7]以系统典型日运行为基础，兼顾经济性和环保性，建立了PIES系统容量分配模型。

前述研究从设备选型、容量配置等角度研究了新建PIES的规划，对指导如何在满足各方面需求的条件下，实现最大化PIES运行效益有重要的意义。但对于目前的部分既有园区，其规划阶段与运行阶段没有得到很好的衔接，存在设备选型不合理，容量配置过大或过小等问题，导致系统产生一系列薄弱环节，使得PIES实际运行效果与初始设计目标差异较大。一方面，在PIES运行前期，负荷水平较低，部分设备容量配置冗余，造成了资源的浪费；另一方面，随着园区的发展，负荷水平增长，既有PIES设备老化，容量不足，满足不了供能需求。这些薄弱环节使PIES供能质量下降，削弱了系统的运行经济性，且不利于可再生能源的消纳，产生大量碳排放量。

因此，急需一种园区综合能源系统薄弱环节辨识及扩容改方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种园区综合能源系统薄弱环节辨识及扩容改造方法，解决了既有PIES规划阶段与运行阶段衔接性差、设备选型及容量配置不合理，使得PIES实际运行效果与初始设计目标差异较大等问题，从既有PIES运行效能分析入手，辨识系统的薄弱环节，并对既有PIES进行规划改造，挖掘系统潜力，提升系统的运行经济性和环保性。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种园区综合能源系统薄弱环节辨识及扩容改造方法，其包括以下步骤：

1)对PIES及各设备进行建模；