[发明专利]园区综合能源系统的多阶段容量配置方法及配置系统

权利要求书

1.一种园区综合能源系统的多阶段容量配置方法，其特征在于，所述多阶段容量配置方法包括以下步骤：

(1)采集园区综合能源系统信息；

(2)建立园区综合能源系统的多阶段规划模型；

(3)建立园区综合能源系统各供用能设备运行模型，包括光伏模型、燃气轮机模型、热泵模型、燃气锅炉模型、电锅炉模型、电制冷机模型、吸附式制冷机模型、储能系统模型，其中，所述储能系统包括电储能、热储能与冷储能三种模型；

(4)设置园区综合能源系统稳定运行约束条件，包括功率平衡约束、设备出力约束、储能充放约束；其中储能约束如下式所示：

式中：μ_m”和分别为储能设备的储能量状态上下限，和分别为储能设备充能与放能的上限，和 分别 表示第t时刻储能设备充能与放能功率，ν为0-1变量，E_m”,1和E_m”,24分别表示调度周期始末储能设备m”的储能量，E_m”,t表示t时刻储能设备m”的储能量，S_m”是储能设备m”在任意一个规划阶段累计已安装的储能设备容量；

(5)建立包含投资成本、运行维护成本、设备残值在内的单目标优化模型；其中设备残值模型按下式计算

式中：R_N为规划最后一阶段的初始年折现系数，δ_m和A_m分别为第m种设备的净残值率和寿命，T_m是第m种设备从装配到园区规划结束所经历的总年数，N为规划周期设定的阶段数，M为设备种类数，和P_n,m分别是第m种设备在规划阶段n的投资成本与配置容量；

(6)采用内点法-障碍函数法对园区综合能源系统的多阶段容量配置模型进行求解，其中，所述园区综合能源系统的多阶段容量配置模型包括园区综合能源系统多阶段规划模型、各供用能设备的运行模型、园区综合能源系统稳定运行约束条件以及单目标优化模型，具体包括：

6.1建立优化目标函数：

min C(x)＝C^inv+C^ope-C^rv

R_i(x)≤0,i＝1,...,I

Ax＝b

其中：x表示的是决策变量，包括某种设备的配置容量、从外部电网的购电功率；C^inv为投资成本，C^ope为运行维护成本，C^rv为设备残值；第二个式子与第三个式子分别用来表示约束条件中的不等式约束与等式约束，不等式约束包括各供用能设备的出力上下限约束，储能设备的容量约束以及储能设备充放电功率约束，等式约束包括园区综合能源系统的功率平衡约束和储能设备调度周期始末储能量平衡约束，I是总的不等式约束的个数；

6.2在6.1的优化目标函数中添加一个障碍函数来代替约束条件中的不等式约束；

Ax＝b

6.3将障碍函数f(u)取为：

f(u)＝-(1/l)log(-u)

式中：l是用于确定近似程度的参数，对数log以10为底，则优化目标求解转化为：

min lC(x)+φ(x)

subject to Ax＝b

其中：

6.4置迭代次数k＝0；

6.5给定变量初值x^(k),l^(k)＞0，比例因子μ＞1，设置误差阈值ε＞0；

6.6从x^(k)开始，在Ax＝b的约束下极小化lC(x)+φ(x)，并确定最优解x^*(l^(k))；

6.7更新x的值，令x＝x^*(l^(k))；

6.8若I/l^(k)＜ε，则退出迭代，x^*即为最优解，否则，置k＝k+1，并增加l的值，令l^(k+1)＝μl^(k)，返回6.5重新迭代。