[发明专利]基于多要素三层次的综合能源系统规划优化方法

说明书

本发明公开了一种基于多要素三层次的综合能源系统规划优化方法，包括以下步骤：首先基于能量枢纽模型对综合能源系统进行初步规划、能流分析，建立综合能源系统规划优化模型；然后基于多目标粒子群算法对规划优化模型进行求解，得到帕托列最优解集，根据最优解集形成待选规划方案集；最后根据工程需求建立综合评价指标体系，采用层次分析法‑反熵权法对优选规划方案集进行评价打分，得到最优规划方案。本发明是对综合能源系统进行三层规划与优化求解，通过设定多优化目标与多评价指标满足多要素需求，从而设计出综合能源系统最优规划方案。

技术领域

本发明涉及一种基于多要素三层次的综合能源系统规划优化方法，属于综合能源系统规划优化技术领域。

背景技术

能源是人类赖以生存和发展的基础，是经济社会的命脉。由于煤、石油等传统化石能源不可再生，提高传统化石能源的利用效率、加强可再生能源的综合利用，就成为解决能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择。综合能源系统是以电力系统为核心，打破供电、供气、供冷、供热等各种能源供应系统单独规划、单独设计和独立运行的既有模式，在规划、设计、建设和运行的过程中，对各类能源的分配、转化、存储、消费等环节进行有机协调与优化，充分利用可再生能源的新型区域能源供应系统。对于区域综合能源系统规划，需要打破行业壁垒，由过去电、气、热、冷分产分供、独立规划模式转向多种形式能源联合规划，不仅要实现技术突破，更要破除政策、地域等界限，实现各类能源的综合利用、梯级利用，提升对风能、太阳能等清洁能源的消纳能力，实现能源间优势互补，满足用户侧多种能源需求，增强能源网络的坚强性和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术存在的技术缺陷，解决上述技术问题，提出一种基于多要素三层次的综合能源系统规划优化方法，结合多要素需求对综合能源系统进行分层规划，从而设计出综合能源系统最优规划方案。

本发明具体采用如下技术方案：基于多要素三层次的综合能源系统规划优化方法，包括：

采用能量枢纽模型分析综合能源系统的设备组成，梳理能流关系，初步规划各单元设备，并根据工程需求建立多目标函数，根据能流关系、设备性能建立约束条件，形成综合能源系统规划优化模型；

采用多目标粒子群算法对所述综合能源系统规划优化模型进行求解，得到帕托列最优解集，根据最优解集形成优选规划方案集；

根据工程需求建立综合评价指标体系，采用层次分析法-反熵权法对所述优选规划方案集进行评价打分，得到最优规划方案。

作为一种较佳的实施例，所述目标函数包括年总成本函数，具体包括：

年总成本是年等额投资成本C_inv和年运行维护成本C_ope的总和：

C_total＝C_inv+C_ope (1)

年等额投资成本C_inv是系统总投资成本通过等额分配到运行周期中的每一年的成本值，计算公式如下：

式中，I为设备的总数目；P_i^rated为设备的额定容量；c_i为设备的单位投资成本；f_i为设备的固定运行维护成本系数；α_i为设备的年等额投资折算系数；其中：

式中：m为年利率；N为设备的寿命。

运行费用包括设备的运行维护费用C_om以及燃料费用C_fuel：