[发明专利]一种基于混沌蛙跳算法的多能源协同优化方法和存储介质

说明书

本发明公开了一种基于混沌蛙跳算法的多能源协同优化方法和存储介质，以系统总费用最低、可靠性最强、减排率最高为目标函数，以可靠性、热量均衡、设备运行、储能、需求响应等方面为约束条件，构建多能源协同优化模型，引入混沌蛙跳算法对目标模型进行求解，利用混沌蛙跳算法具备的快速寻优性能逐渐向理论最优解逼近，根据自适应网格密度法对最优解规模进行动态维护，同时采用自适应混沌优化方式优化最优解集合多样性，最后通过最优解选取方案为蛙群选取最佳的更新粒子，当满足得到最优解或达到最大迭代次数条件时，算法停止运行，并输出最优解，得到符合目标模型的多能源协同优化方案。

技术领域

本发明属于综合能源技术领域，具体涉及一种基于混沌蛙跳算法的多能源协同优化方法和存储介质。

背景技术

能源是人类社会不断发展的基石，随着人类社会不断进步，经济飞速发展。但是，社会的飞速发展却是以巨大的能源消耗为代价的，人类越来越依赖能源，能源的消耗量持续增长。同时，目前的能源结构以一次能源为主，给世界能源供应的可持续性带来了极大的挑战，同时也给带来了巨大的环境问题。因此，人类社会的发展不能再持续依赖传统的攫取不可再生能源的方式，以石油和煤炭为核心的化石能源时代即将结束，我们将要面临的是新能源和化石能源互补的“混合能源时代”。同时，我国面临着能源需求不断增大、能源种类多、能源结构不合理、常规能源储备量减小、能源利用率普遍偏低、峰谷电力负荷差额大等特点。因此，在这种情况下，我国亟需大力发展可再生能源，构建多能互补，能源梯级利用的现代能源体系，实现能源转型和能源结构的调整。

目前在综合能源系统中，天然气网、热网等的能流分析模型及其各类设备的能流转换模型并不相同，各能源系统运行相对独立，系统间缺乏必要的交流互动，多能设备难以相互配合，能源利用率较低。需要根据多能流系统的动态特性和耦合关系，提出提高能源利用效率与经济效益的分布式协调控制方法。针对综合能源系统中的各种设备日益丰富的现状，可以将区域能源的运营商当作主体，分别在系统侧与用户侧同时通过综合能源系统具备的多能互补性，设计并构建双侧系统运行模型，调整能源转换设备分配因素实现系统多能源需求匹配度的有效提升，但该方法的可靠性较低；工业园区作为一个比较典型的综合能源系统，将能量梯级应用至综合能源系统中进行多能源调节与优化，针对能源系统中各种能量生产设备和能量转换设备等进行单独建模。但是该方法的实际应用成本较高。将综合能源系统当作核心的综合能源互联网为生态环境污染治理的关键途径之一，将社区的综合能源系统当作研究目标对象，并提出构建包括共享储能和热电联供等设备的用户协调模型，依据用户日消耗量科学再分配整体费用，但是该方法的减排率受到限制。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于混沌蛙跳算法的多能源协同优化方法和存储介质，解决了现有多能源协同优化方法不准确或者复杂成本高的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于混沌蛙跳算法的多能源协同优化方法，包括如下步骤：

构建多能源协同优化模型，模型包括：目标函数和约束条件；

基于改进的混沌蛙跳算法，对目标函数进行求解，得到多能源协同优化最佳方案。

进一步的，目标函数包括：

能源调度周期的总时段数量T内总费用C_total,T，

式中，U代表综合能源系统中各设备集合，W_u,t代表设备u在t时段内供能，c_u代表设备u单位供能成本，A代表清洁机组集合，代表清洁机组a在t时段由于过度调度导致的缺电量，代表机组a在t时段过度调度过程中的补偿系数，代表机组a在t时段由于欠调度导致的窝电量，代表机组a欠调度过程中的补偿系数，C_purc,t代表t时段购电费，D_sale,t代表t时段卖电所得收入；

综合能源系统缺电率LPSP为：