[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

说明书

一种园区综合能源系统的多阶段容量配置方法及配置系统。首先分析典型园区综合能源系统的建设特点，将园区综合能源系统的规划周期划分为多个阶段，并根据负荷的逐年增长特征逐步增加该园区中每台设备的配置容量，建立园区综合能源系统的多阶段容量配置模型；然后，在已知园区综合能源系统拓扑的基础上，建立各能源转换设备运行模型，同时考虑包括能量平衡、设备出力、储能充放电等在内的各种约束条件；其次，考虑系统的投资成本、运行维护成本、设备残值，建立经济型优化目标函数；最后，通过算例分析验证了所述模型与方法对园区综合能源系统容量配置方面的有效性与合理性，本发明可为园区综合能源系统的规划、设备容量配置提供参考。

技术领域

本发明属于能源系统优化配置技术领域，具体涉及一种园区综合能源系统的多阶段容量配置方法和配置系统。

背景技术

与传统的能源供应系统相比，园区综合能源系统具有更高的能源综合利用效率，是能源领域的重要发展趋势。因此，园区综合能源系统的规划对于促进能源结构的转变具有重要意义。然而，目前广泛采用的园区综合能源系统规划方案往往将园区内需要的设备一次性规划好，均假设在整个规划周期内园区的负荷是维持不变的，没有考虑到负荷的逐年增长特性，使得园区综合能源系统在运行阶段的经济性与设计阶段的预期目标不符，存在超前施工，运行初期设备闲置，运行后期设备老化，容量不足等问题，严重限制了园区综合能源系统的运行经济性和能源供应效率。

因此在园区综合能源系统的规划中考虑建设时序，将园区的规划周期分为多个阶段进行，具有重大的实际意义。本发明提出一种区域综合能源系统的多阶段容量配置方法，根据负荷的逐年增长特征逐步增加该园区中每台设备的配置容量，建立园区综合能源系统的多阶段容量配置模型、园区各设备运行模型和考虑建设经济性的园区规划优化模型。相比于未考虑建设时序的传统规划方法，此方法可以提高园区内各设备的综合利用率，避免设备闲置，进而减少园区设备的配置容量，是提高园区综合能源系统规划与运行经济性的有效手段。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提出一种园区综合能源系统的多阶段容量配置方法及配置系统，以期减少园区设备的配置容量，降低系统规划与运行成本，增大供用能设备的利用率，避免设备闲置。

为实现上述发明目的，本发明具体采用以下技术方案。

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(PV)模型、燃气轮机(CHP)模型、热泵(HP)模型、燃气锅炉(GB)模型、电锅炉(EB)模型、电制冷机(ER)模型、吸附式(AR)制冷机模型、储能系统模型，其中，所述储能系统包括电储能ES、热储能HS与冷储能CS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；

(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；

(6)对区域综合能源系统的多阶段容量配置模型进行求解。所述园区综合能源系统的多阶段容量配置模型包括步骤(2)中的园区综合能源系统多阶段规划模型，步骤(3)中各供用能设备的运行模型，步骤(4)中设置的约束条件以及步骤(5)中设定的目标函数。

本发明进一步包括以下优选方案。

在步骤(1)中，所采集的园区综合能源系统信息包括当前的网络拓扑结构、规划周期、当前园区内的分时电价、当前园区内的天然气价格、园区综合能源系统中的设备参数和园区内的当前各类负荷信息。