[发明专利]一种分布式供能系统分层优化设计方法

权利要求书

1.一种分布式供能系统分层优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据系统的稳定性、高效性和经济性指标要求，建立分布式供能系统的多目标优化模型；

S2、针对多目标优化模型，提出一种分层优化求解方法；

S3、采用分层优化算法求解多目标优化模型获得系统的最优设计。

2.根据权利要求1所述的一种分布式供能系统分层优化设计方法，其特征在于，所述S1对分布式供能系统的多目标优化模型构建，包括如下步骤：

S1.1、建立第一层优化目标；

建立以供能不足率为系统稳定性指标的第一层优化目标f₁，

S1.2、建立第二层优化目标；

建立以能源综合利用率为系统高效性指标的第二层优化目标f₂，

S1.3、建立第三层优化目标；

建立以年总成本为系统经济性指标的第三层优化目标f₃，

min C_ATC＝C_inv+C_pur+C_om (3)

S1.4、建立第一层优化约束条件；

该层优化的约束条件分为等式约束与不等约束条件，其中等式约束包括整个系统的冷热电三种能量的平衡，不等式约束主要为个设备的容量范围应处于上下限间，储能设备的充放速率在一定范围之间，不等约束保证了设备的正常、安全、稳定的运行；

S1.5、建立第二层优化的约束条件；

该层优化是在第一层优化的基础上完成，其约束条件即为第一层优化的稳定域，或者是一系列的组合方案；

S1.6、建立第三层优化的约束条件；

该层优化是在第二层优化的基础上完成的，其约束条件为第二层优化的高效域，或者是一系列的组合方案。

3.根据权利要求2所述的一种分布式供能系统分层优化设计方法，其特征在于，公式(1)中，|ΔW_E,T|为用户在T时间间隔内总电负荷的供应不足量；|ΔW_H,T|为用户在T时间间隔内热负荷的供应不足量；|ΔW_C,T|为用户在T时间间隔内冷负荷的供应不足量；W_E,T为T时段内的总电负荷；W_H,T为T时段内的总热负荷；W_C,T为T时段内的总冷负荷；P_ΔE为总电负荷功率的缺额率；P_ΔH为热负荷功率的缺额率；P_ΔC为冷负荷功率的缺额率；

公式(2)中，η为年平均能源综合利用率；W为年净输出电量，单位为千瓦时(kWh)；Q₁为年余热供热总量，单位为兆焦(MJ)；Q₂为年余热制冷总量，单位为兆焦(MJ)；B为年燃气总耗量，单位为立方米(m³)；Q_L为燃气低位发热量，单位为兆焦每立方米(MJ/m³)；Q_s为储能设备年净存储的能量，单位为兆焦(MJ)；

公式(3)中，C_ATC为该供能系统年总成本(元)；C_inv为供能系统设备投资总额(元)；C_pur为该供能系统年消耗的天燃气和电量总费用；C_om为冷热电联供系统维修和管理的总费用(元)；

公式(4)中，CRF代表投资回收率，r代表利率，n为设备使用年限；

公式(5)中，为i类设备的j品牌的单位容量价格(元/kW)；为第i类设备，j为某设备的第几个品牌，当时，表示选中该品牌的设备；为i类设备j品牌的额定容量；为i类设备j品牌的投资回收率；

公式(6)中，C_NG为天燃气价格(元/千瓦时)；为燃气轮机年消耗燃气量(千瓦时)；为燃气锅炉年消耗燃气量(千瓦时)；为系统向电网年收购总电量(千瓦时)；为系统向电网年卖出总电量(千瓦时)；C_im为系统向电网收购电的价格(元/千瓦时)；C_ex为系统向电网卖出电的价格(元/千瓦时)；

公式(7)中，为i类设备j品牌的单位容量的年维修管理费用(元/kWh)。