[发明专利]一种综合能源规划与运行联合优化模型建立方法

权利要求书

1.一种综合能源规划与运行联合优化模型建立方法，其特征在于，包括：

针对综合能源系统园区，将园区设备选型和运行调度优化统一起来，进行联合优化；

所述联合优化模型基于全寿命周期理念，以年综合成本最小为目标函数，选取经济性较好的投资规划方案。

2.根据权利要求1所述的综合能源规划与运行联合优化模型建立方法，其特征在于，所述联合优化模型基于全寿命周期理念，以年综合成本最小为目标函数，选取经济性较好的投资规划方案，包括：

综合能源系统园区的全寿命周期成本统筹考虑了各能源设备或系统的规划、选型、运行、维护和退役在整个寿命周期内发生的直接费用和间接费用的总和，因此本文提出的年综合成本应包含投资成本、系统维护成本、系统运行成本和折旧成本，具体目标函数公式为：

minC_overall＝C_inv+C_mt+C_oper+C_dep

其中，C_overall为年综合成本，C_inv为投资成本，C_mt为系统维护成本，C_oper为系统运行成本，C_dep为折旧成本；

园区内各种能源的生产应该保证满足园区各类负荷最大负荷时的需要，规划期从能源设备库内初步筛选能源设备的规划约束如下：

其中，T_e为可以产电为园区电负荷供给的所有设备的集合，T_h为可以产热为园区热负荷供给的所有设备的集合，T_c为可以制冷为园区冷负荷供给的所有设备的集合，且T_e、T_h、T_c均为集合Τ的子集；β_i为选型系数，β_i∈{0,1}，表示设备i是否被选择，0表示该设备类型未被选择，1表示该设备类型被选择，W_i为设备i在额定工作方式下产出相应能源的能量，分别为该园区电、热、冷最大需求负荷；

园区运行阶段需要考虑功率平衡，任一时刻，园区内的电、热、冷的功率平衡约束如下：

其中，P_i(t)为t时刻设备i的电出力，H_i(t)为t时刻设备i的热出力，C_i(t)为t时刻设备i的冷出力，L_e(t)为园区t时刻的电负荷，L_h(t)为园区t时刻的热负荷，L_c(t)为园区t时刻的冷负荷；

园区内每个设备都有其运行特性，出力存在上下限，设备运行约束如下：

W_i^min≤W_i(t)≤W_i^max

其中，W_i(t)为t时刻设备i的出力，W_i^min为设备i的出力下限，W_i^max为设备i的出力上限；

园区供能网络存在网络传输约束，园区的网架约束如下：

对于电能传输网络在运行过程中，计算各个电负荷节点消耗的电功率时，需要将循环水泵工作时消耗的电功率考虑进去，因此各节点的有功和无功约束方程为

其中，P_si^t和Q_si^t分别为t时刻注入节点的有功和无动，P_Li^t和Q_Li^t分别为负荷节点i在t时刻不考虑循环水泵时的有功和无功，P_pci^t和P_phi^t分别为冷网和热网的循环水泵消耗电功率；

供热网络的运行约束包括供热负荷节点的换热器的负荷功率模型，供水管道的温度约束和流量约束以及循环水泵的工作特性约束：

其中，为换热器的负荷功率，c_w为水的比热容，为流过换热器的热水流量，T_wj和T_rj分别为换热器的进水温度和回水温度，T_op为管道出水温度，T_ip为管道进水温度，T_a为环境温度，λ为管道单位长度传热系数，L为管道长度，m_j为管道流量，m_in和m_out分别为流入和流出节点的流体流量，T_in和T_out分别为混合前流入节点的各流体温度和混合后流出节点的流体温度；

供冷网络的运行特性约束包括供冷负荷节点的风机盘管的负荷功率模型，供水管道的温度约束和流量约束以及循环水泵的工作特性约束：

通过联合求解上述公式，得到园区最优规划方案。