[发明专利]一种含多能量枢纽综合能源系统规划方法及系统

说明书

本发明提供一种基于最大流最小割定理的含多能量枢纽综合能源系统规划方法，输入规划所需参数值、划分源/汇点、计算最大流最小割、制定规划优化方案、修正规划优化方案、输出规划优化方案等主要步骤，以解决现有规划方法中存在的模型构造不完备、求解方法不合理等问题，提高了规划优化方案对系统运行可靠性提升的基础保障水平。本发明同时提供了一种基于最大流最小割定理的含多能量枢纽综合能源系统规划系统。

技术领域

本发明涉及综合能源系统规划技术，具体涉及一种基于最大流最小割定理的含多能量枢纽综合能源系统规划方法。

背景技术

随着能源短缺和环境污染问题愈演愈烈，迫使人们加速推进“能源革命”的进程。综合能源系统作为多种能源系统高度耦合的产供销一体化系统，在满足系统内多元化用能需求的同时，能显著提升能源利用效率，保障能源可持续发展，可有效助力“能源革命”平稳快速开展。能量枢纽是一种用于描述综合能源系统中源、网、荷之间交换、耦合关系的输入-输出端口模型，在综合能源系统的规划、运行研究中发挥着重要作用。面向含多能量枢纽的综合能源系统规划，现有技术通常在考虑系统可靠性，能源效率，排放指标等多种决策因素的情况下，以成本最低为规划目标，解决综合能源系统的最优规划问题。

现有技术中，如公开号为CN111144707A的中国专利，公开了一种基于能源枢纽的多能源系统协同规划建模方法。该方法基于能量枢纽模型，根据用户需求，选择节能性、经济性和环保性中的一种或多种评价指标，建立能量枢纽评价模型，作为表征能量枢纽特性的耦合矩阵，对建立的设备模型分别进行评价，得出基于能量枢纽的多能源系统协同规划最优方案。

但是，该现有技术仍存在不足之处。该协同规划建模方法在规划模型构造方面，针对综合能源系统的可靠性约束，仅考虑了确定性因素(即各能量枢纽的能源输入不小于预测所得能源需求峰值)，而忽略了概率性因素(即供能缺额小时数应小于规定的指标)，导致得到的规划优化方案无法满足运行可靠性要求；现有技术在规划模型求解方面，通常将规划目标中的关键指标构造成子问题进行分步迭代求解，未能有效解决能量枢纽间能量传输可靠性与综合能源系统经济性之间的矛盾。

因此，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术在规划模型构造和求解方面的不足，提出一种基于最大流最小割定理的含多能量枢纽综合能源系统规划方法，解决因可靠性约束考虑不全面导致得到的规划优化方案不满足运行可靠性要求和规划求解方法选择不合理导致得到的规划优化方案不能兼顾能量枢纽间能量传输可靠性与综合能源系统经济性等问题。

技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种基于最大流最小割定理的含多能量枢纽综合能源系统规划方法，包括如下步骤：

(1)、评估各能量枢纽运行可靠性，以划分源点、汇点；构造以能量枢纽运行可靠性评估模型，求得各能量枢纽运行可靠性指数，并依据最大流最小割定理和能量枢纽可靠性判据将综合能源系统中的能量枢纽划分为源点、汇点；

(2)、计算含候选输电线路及天然气管道的综合能源系统拓扑的最大流最小割；依据步骤(1)划分的能量枢纽源、汇点结果，利用Ford-Fulkerson算法，计算含候选输电线路及天然气管道的综合能源系统拓扑的最大流最小割；

(3)、制定含多能量枢纽综合能源系统规划优化方案；以新增输电线路和天然气管道总投资最低为规划目标，以各能量枢纽可输入能量最大值不小于能量需求峰值为约束，构造含多能量枢纽综合能源系统规划模型，根据步骤(2)计算所得含候选输电线路及天然气管道的综合能源系统拓扑的最大流最小割，制定规划优化方案；

(4)、依据系统运行可靠性评估结果，修正规划优化方案；根据步骤(3)制定的规划优化方案，调整综合能源系统参数，利用步骤(1)构造的能量枢纽运行可靠性评估模型计算各能量枢纽运行可靠性指数，依据系统运行可靠性判据，检验规划优化方案是否满足系统运行可靠性要求；