[发明专利]一种用户级综合能源系统规划方法、系统以及设备

权利要求书

1.一种用户级综合能源系统规划方法，其特征在于，预先建立用户级综合能源系统规划模型，方法包括以下步骤：

获取用户级综合能源系统的规划数据、负荷历史数据以及备选设备列表，用户级综合能源系统规划模型的约束条件包括功率约束、能量约束、设备运行约束和用户场地约束；

根据负荷历史数据对目标年的负荷进行预测，得到目标年的负荷预测值；

根据目标年的负荷预测值，结合备选设备列表，选定天然气冷热电联供系统的余热锅炉和制冷设备，获得余热锅炉的容量和制冷设备的容量；

基于目标年的负荷预测值、余热锅炉的容量、制冷设备的容量以及天然气冷热电联供系统的整体运行效率约束计算燃气轮机的容量，根据燃气轮机的容量、余热锅炉的容量和制冷设备的容量，得到天然气冷热电联供系统的性能参数；

将规划数据以及天然气冷热电联供系统的性能参数输入到用户级综合能源系统规划模型中进行优化求解，得到设备选型与容量配置的优化结果；

对设备选型与容量配置的优化结果进行灵敏度分析；

所述功率约束满足分布式电源输出为0、储能设备处于充能状态和用户电负荷达到峰值负荷的极端情况的条件；

所述功率约束为：

式中：表示外部供能系统可提供的ki类型能量的最大功率，其数值取决于用户关口设备容量；J1、J2分别表示能源转换设备的集合与能量存储设备的集合；是常数，若设备j是消耗ki类型能量的设备，则，若设备j是产生ki类型能量的设备，则，若设备j是既不产生也不消耗ki类型能量的设备，则；表示ki类型能量裕度；表示用户目标年ki类型能量的最大负荷预测值；

所述设备运行约束具体为：

用于应急备用的能量存储设备的第一约束条件；

用于商业运营储能设备的能量存储设备的第二约束条件；所述第一约束条件为：

式中：、、分别表示应急用储能设备的额定充放能功率、额定充放能时间和容量；表示需要储能设备持续为重要负荷供电的时间；表示用户重要负荷功率；表示应急用储能设备的年最大工作循环次数；min(·)为取最小值函数；表示储能设备的额定充/放能时间，为额定容量与额定功率的比值；Nem表示一年中系统使用到应急储能设备的次数；

所述第二约束条件为：

式中：、、分别表示应商业运营储能设备的额定充放能功率、额定充放能时间和容量；表示商业运营的储能设备年最大工作循环次数；Npr表示根据项目所在地能源价格目录计算所得的每日最大充放电次数；表示储能设备j的电池设备允许最大充放电循环次数；Ysys表示系统要求的电池储能运行年数。

2.根据权利要求1所述的一种用户级综合能源系统规划方法，其特征在于，用户级综合能源系统规划模型的目标函数为：

式中：C₁、C₂分别表示综合能源系统年等效投资成本和年运行成本；J_C、J_S和J_DG分别表示天然气冷热电联供系统的设备集合、能量存储设备的集合、分布式电源的集合；、、分别表示天然气冷热电联供系统的上网电量收益、能量存储设备等效降低的用户用电成本、分布式电源补贴收益。

3.根据权利要求2所述的一种用户级综合能源系统规划方法，其特征在于，用户级综合能源系统的规划数据包括规划的目标年、用户级综合能源系统所在地的风能和太阳能典型年利用小时数以及用户级综合能源系统所在地各类能源购置价格；备选设备列表包括备选设备类型、备选设备型号及备选设备的单位容量造价。