[发明专利]一种协调经济性与可靠性的园区综合能源系统规划方法

说明书

本发明涉及一种协调经济性与可靠性的园区综合能源系统规划方法，包括以下步骤：步骤1：输入综合能源系统数据；步骤2：建立园区综合能源系统经济性优化模型，求解经济性最优规划方案；步骤3：对园区综合能源系统经济性最优规划方案进行可靠性评估；步骤4：比较可靠性指标是否满足要求，若满足，则输出园区综合能源系统规划方案；步骤5：基于可靠性边际成本求解以最小代价满足可靠性标准的可靠性提升方案，并将提升方案作为约束反馈到经济性优化模型；该规划方法通过经济性优化模型和可靠性校验模型的反复循环迭代，得到可靠性与经济性相互协调的园区综合能源系统规划方案，弥补了现有规划方法对可靠性考虑不足的缺陷。

技术领域

本发明涉及一种园区综合能源系统的规划方法，特别是一种经济性与可靠性协调的电热冷园区综合能源系统规划方法。

背景技术

当今世界，环境污染、能源短缺等问题日益严重，综合能源系统被认为是实现能源的低碳排放和高效运行的有效途径，将成为未来人类社会能源的主要承载形式，受到了广泛的关注。综合能源系统以电力系统为核心，统一规划调度电/气/冷/热等多种能源系统，提高能源利用率，促进可再生资源的开发与利用，对国民经济和社会发展产生极大的促进作用。园区综合能源系统(Integrated Community Energy System,ICES)依托于大型园区，如学校、居民社区、工业园区等，采用燃气轮机、热泵、制冷机等设备实现更加广泛的多能互补，为用户提供绿色、高效、可靠的供能服务，是当前综合能源系统的主要实现形式，具有广阔的应用前景。作为ICES建设的必要工作，其优化规划是当前主要的研究热点。

ICES优化规划的目的是实现园区综合能源系统高效、经济、环保和可靠的运行。其基本思路是，以经济性、可靠性、环保性等为目标，计及安全性和可行性约束，优选出使目标最优的设备种类与容量。目前现有园区综合能源系统规划方法通常不考虑可靠性影响，将可能导致园区未来运行隐患。可靠性的提升往往是以经济性为代价的，因此园区综合能源系统规划应充分考虑可靠性与经济性的相互制约关系，现有研究对可靠性与经济性关系多集中于定性讨论，缺乏定量分析，进而难以准确评估可靠性提升所带来的整体效益。

发明内容

本发明的目的在于克服现有园区综合能源系统规划方法中的缺陷，提供一种在兼顾系统经济性前提下提升园区综合能源系统可靠性的规划模型，以可靠性边际成本衡量可靠性与经济性的定量关系。该模型由两部分组成，一部分是经济性规划模型，是以经济性最优为目标求解规划方案；另一部分是可靠性提升模型，对园区经济规划方案进行可靠性分析，基于可靠性边际成本确定可靠性提升方向，提出相应的可靠性提升措施并反馈到经济性优化模型。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

步骤1：输入综合能源系统数据，包括可靠性指标，系统参数，设备参数和能源成本；具体输入有：系统可靠性指标、负荷数据、燃气轮机参数、燃气锅炉参数、电锅炉参数、热泵参数、制冷机参数、购电成本、购气成本；

步骤2：建立园区综合能源系统经济性规划模型，求解经济性最优规划方案；

步骤3：对园区综合能源系统经济性最优规划方案进行可靠性评估；

步骤4：比较可靠性指标是否满足要求，满足，则转到步骤6；不满足，则进入下一步；

步骤5：求解以最小代价满足可靠性标准的可靠性提升具体方案，并将可靠性改进措施作为约束条件返回至步骤2，转到步骤2；

步骤6：输出园区综合能源系统规划方案。

所述步骤2的具体方法为：

采用线性规划方法对综合能源系统规划模型的经济性进行评估。目标函数为整个规划期间内园区综合能源系统的整体投资和运行费用最小：