[发明专利]一种跨时空能源综合配置优化方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种跨时空能源综合配置优化方法，其特征在于，所述方法包括：

以能源供应总成本最小为目标构建线性规划模型，求解得到发电能源需求总量和结构，作为内层优化模型及外层优化模型的边界条件；

以各区域不同水平年的运行成本最小为目标构建内层优化模型；

以系统供电成本最小为目标构建外层优化模型；

对所述内层优化模型及外层优化模型求解得到各类电源装机容量和联网方案；

根据能源成本、建设成本、运维成本、设备资产残值构建线性规划模型；

目标函数形式如下：

minCR+CI+CO-CS(1)

其中，CR、CI、CO、CS分别表示规划期的能源成本、建设成本、运维成本、设备资产残值；

(1)能源成本

式中，下标t代表水平年，T为规划周期长度，r为规划期的折现率，z代表区域，Z代表划分的区域数目，CR_mine,z,t表示区域z水平年t的能源开采费用，CR_import,z,t表示区域z水平年t的能源进口费用，CR_export,z,t表示区域z水平年t的能源出口收益；

式中，cf_mine,z,t,r、cf_import,z,t,r、cf_export,z,t,r分别表示区域z水平年t能源r单位开采、进口和出口费用；Fo_mine,z,t,r、Fo_import,z,t,r、Fo_export,z,t,r分别表示区域z水平年t能源r的开采量、进口量和出口量；

(2)建设成本

建设成本表示为：

式中，下标m代表技术类型，M为技术集合，表示区域z水平年t技术m新增单位容量建设成本，表示区域z水平年t技术m新增装机容量；

(3)运维成本

式中，分别表示区域z水平年t技术m固定运维成本、可变运维成本，表示区域z水平年t技术m装机规模，表示区域z水平年t技术m累积活动水平；

(4)设备残值

式中，cs_z,t,m表示区域z水平年t技术m退役单位容量残值，表示区域z水平年t技术m的退役容量；

内层优化模型的优化目标如下：

式中，C_oper代表电力系统运行成本，OM_z,t、CF_z,t、CC_z,t分别表示各区域不同水平年的运维成本、燃料成本和环境成本；

(1)运维成本

式中，下标p表示电源类型，Ω表示电源集合，X_z,t,p表示区域z水平年t电源p的累积装机容量，表示区域z水平年t电源p单位容量固定运维成本，表示区域z水平年t电源p度电可变运维成本，H_z,t,p表示区域z水平年t电源p年利用小时数，表示区域z水平年t输电通道单位容量固定运维成本，表示区域z与z'间输电通道的额定容量，表示水平年t区域z与z'间输电通道距离；

在内层优化模型中，为计及不同区域大规模新能源发电出力的季节差异和互补特性，本发明将各区域新能源发电出力变化历史数据，聚类成多个典型新能源出力场景，利用小时级生产模拟刻画电力系统运行特性；区域z水平年t电源p年利用小时数表达为：

式中，j、s、n分别代表季节、场景和小时，J表示季节集合，S_j表示季节j对应的新能源发电出力场景集合，N表示各场景划分的时段数，π_j表示季节j包含的天数，ρ_z,t,j,s表示区域z水平年t季节j场景s出现的概率，P_z,t,p,j,s,n为区域z水平年t电源p季节j场景s小时n的出力；

(2)燃料成本

式中，cf_z,t,p表示区域z水平年t电源p单位发电燃料成本；

(3)环境成本

式中，分别表示区域z水平年t度电碳排放成本和度电污染成本；

外层优化目标函数如下：

F＝minC_inv+C_oper                  (14)

式中，C_inv代表电力系统建设成本；

系统建设成本表示为

式中，表示区域z水平年t电源p新增单位容量建设成本，表示区域z水平年t电源p新增装机容量，表示水平年t区域z和z'新增跨区输电通道建设成本。