[发明专利]基于鲁棒优化的多能互补综合能源系统容量配置方法及系统

说明书

本公开提出了基于鲁棒优化的多能互补综合能源系统容量配置方法及系统，包括：基于多能互补综合能源系统能量流关系建立系统全功况模型；基于上述系统全功况模型建立双层优化配置模型，第一层用于完成设备容量多目标优化配置，第二层用于完成关键运行参数鲁棒优化，并实现两层之间的双向互动反馈，循环迭代，最终得到系统容量配置方案。充分考虑可再生能源接入的影响，分析设备容量与运行参数间的耦合关系。

技术领域

本公开属于环保与节能技术领域，尤其涉及基于鲁棒优化的多能互补综合能源系统容量配置方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

能源和环境是人类社会得以生存发展的重要物质基础，攸关国计民生和国家安全。人类目前主要依赖的能源是化石燃料，然而化石能源不仅面临日益枯竭的危险，而且其大规模使用更导致气候恶变、生态环境惨遭破坏，大力发展可再生能源是解决问题的关键。多能互补综合能源系统集成风能、太阳能、生物质能等可再生能源与冷热电联供系统，可同时满足用户电、气、冷、热等多种能量需求，进而提高可再生能源消纳率与能源综合利用效率，是高效、经济、绿色、安全用能的典范。

多能互补综合能源系统中包含诸多不同类型的能量转换单元，其集成形式复杂多样。尤其是动力设备选型对整体性能具有举足轻重的影响，不同动力技术相互迥异的特性使系统流程亦不尽相同。因此，根据冷、热、电负荷变化情况和用户实际需求，全面评估不同能量转化技术的本质特性，实现系统优化配置设计，合理规划设备前期投资，准确匹配能源供需关系，是综合能源系统高效运行不可或缺的重要前提。然而，可再生能源固有的不确定性导致综合能源系统的运行工况愈加复杂多变，系统容量与运行模式之间的耦合关系加深，加大了系统优化配置的难度。为解决可再生能源不确定性问题，往往需要增大发电设备的旋转备用容量或配置储电设备，但经济性较差。

通过对现有专利进行检索，发现一种综合能源系统鲁棒规划方法及系统(申请号：202010514136.X)，此专利考虑负荷的不确定性，构建内嵌经济性运行策略的综合能源系统鲁棒规划模型。然而该专利的优化方法并未考虑可再生能源的不确定性问题，以及容量配置与运行模式间的耦合关系，系统性能有待进一步提高。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了基于鲁棒优化的多能互补综合能源系统容量配置方法，能够最终得到系统容量配置方案。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了基于鲁棒优化的多能互补综合能源系统容量配置方法，包括：

基于多能互补综合能源系统能量流关系建立系统全功况模型；

基于上述系统全功况模型建立双层优化配置模型，第一层用于完成设备容量多目标优化配置，第二层用于完成关键运行参数鲁棒优化，并实现两层之间的双向互动反馈，循环迭代，最终得到系统容量配置方案。

进一步的技术方案，所述系统全功况模型包括：

基于电负荷、光伏发电功率、风电功率、发电机组电功率及与电网交互功率的电能平衡关系表达；

基于热负荷、余热换热功率、燃气锅炉功率及储能设备输入/出功率的热能平衡关系表达；

基于冷负荷、吸收式制冷机制冷功率及电制冷机的输出功率的冷能平衡关系表达。

进一步的技术方案，所述双层优化配置模型中第一层用于完成设备容量多目标优化配置，具体选取能源、经济、环境方面的竞争性目标，建立以主动单元容量为变量的优化配置模型，作为下一级运行参数优化中的系统配置。

进一步的技术方案，主动单元容量即发电机组容量，光伏、风电机组均由可利用安装面积、可利用自然资源总量确定，其他设备可通过能量流关系式获得。