[发明专利]一种广域综合能源系统联合规划方法

说明书

一种广域综合能源系统联合规划方法，它包括以下步骤：1）建立用户用能决策的效用模型，对电力用户综合用能决策进行分析；2）分别构建综合能源系统中各类主体的规划模型，建立供能决策机构对供需双侧污染排放的评估模型；3）构建面向广域综合能源系统的双层动态博弈规划模型；4）利用迭代搜索法对模型进行求解。本发明的目的是在多重异质能源系统联合规划的背景下提供一种计及电力用户综合用能决策和供暖改造决策导向的广域综合能源系统规划方法，以进一步提升综合能源系统规划的精确性。

技术领域

本发明属于电力系统规划研究领域，尤其涉及电力能源系统规划领域。具体说是本发明提出了一种计及电力用户综合用能决策和供暖改造决策导向的广域综合能源系统规划方法。

背景技术

近年来，面对日益加深的能源环境危机，从更大范围的宏观角度来统筹考虑不同类型能源系统的发展问题，从而提高能源的综合利用效率已成为世界各国的普遍共识。以我国为例，为解决日益严重的大气污染问题，我国供能决策机构在京津冀地区推动大规模煤改电、煤改气计划，然而由于不同能源系统是独立规划、独立设计，彼此之间缺乏统筹协调，在煤改过程中虽然有效降低了燃煤消耗，缓解了大气污染，但又导致北方在冬季供暖季出现大规模气荒，严重影响居民正常生活。由此可见，传统将不同能源系统割裂开分别进行规划的思路已经无法满足当今能源发展的需要，而从更大范围的宏观角度出发，打破异质能源间的壁垒，研究面向广域多重异质能源系统的联合规划理论具有重要的理论和工程意义。

目前，针对综合能源系统规划方法已经有了一定研究，其主要是考虑综合能源系统中多种能源的耦合特性，通过研究多种能源之间的转化关系，以最低投资运行费用或效用最大为目标，构建考虑多种能源系统之间相互影响的规划模型，并利用相关算法进行求解，这类规划方法主要是针对区域综合能源系统。从整体来看，现有研究一方面涉及的供能范围相对较小，多是工业园区或者城镇，一般不涉及省域大范围的能量传输；另一方面，其能量耦合节点一般集中在能源供给侧，如燃气轮机、燃气锅炉、空气能热泵等，而且其不同能源形式间存在物理上的耦合关系，因而其能量转换关系也是清晰而明确的。因此，可以说目前人们研究提出的综合能源系统规划方法，是一种面向刚性强耦合的区域综合能源系统的规划方法。

事实上，从整个社会的宏观角度来看，由于人们在能源消费过程中，可供其选择的能源形式日趋多样化，如天然气、电能、燃煤等。而在较长的时间尺度下，受市场环境、供暖改造决策导向等因素的影响，人们对不同形式能源的选择也并非一成不变，而且由于人们的能源消费需求往往相对稳定，如生产、取暖、照明、烹饪等，因此，从能源需求侧来看，在中长期时间尺度下，受市场、供暖改造决策、环境等因素影响，人们的用能负荷有可能会在不同形式的能源之间发生转移。而这种转换是以人的用能决策为纽带进行，这也就意味着，不同形式的异质能源会在用户侧实现耦合。而从已有研究来看，在更大范围内考虑用户侧不同能源形式之间弱耦合关系的研究尚未见报道。

需求侧用户的综合用能决策和供给侧各类能源公司的投资建设均受供能决策机构决策导向的影响，尤其在现阶段供改造、电能替代等项目中，供能决策机构发挥的作用尤为显著。而将供能决策机构作为一个独立的决策主体，充分考虑供能决策机构在综合能源系统规划过程中主动性的研究目前尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是在多重异质能源系统联合规划的背景下提供一种计及电力用户综合用能决策和供暖改造决策导向的广域综合能源系统规划方法，以进一步提升综合能源系统规划的精确性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种广域综合能源系统联合规划方法，它包括以下步骤：

1)建立用户用能决策的效用模型，对电力用户综合用能决策进行分析；

2)分别构建综合能源系统中各类主体的规划模型，建立供能决策机构对供需双侧污染排放的评估模型；

3)构建面向广域综合能源系统的双层动态博弈规划模型；