[发明专利]一种考虑负荷不确定性的综合能源系统容量配置方法

说明书

本发明公开了一种考虑负荷不确定性的综合能源系统容量配置方法，包括：首先，建立了以系统净现值最优为优化目标的容量配置模型；然后设置负荷不确定度，采用遗传算法对不同燃气轮机型号对应的配置方案在不同的负荷条件下进行容量优化，获得各方案净现值汇总表；最后采用最小最大后悔值法对净现值汇总结果进行换算，获取最小最大后悔值，最小最大后悔值对应的容量配置方案即系统面对负荷波动时经济效益鲁棒性最优的容量配置方案。与现有技术相比，本发明在考虑负荷不确定度的基础上，将优化与决策相结合，实现了燃气轮机选型和容量配置协同优化，降低了设备选型决策的难度，有效避免了因负荷预测误差带来的系统经济效益的恶化。

技术领域

本发明涉及一种综合能源系统规划设计方法，具体涉及一种考虑负荷不确定性的综合能源系统容量配置方法。

背景技术

综合能源系统可以实现多种能源形式互补耦合以及能量梯级利用，该类系统的推广应用对于我国实现“双碳”目标、促进能源结构转型、推进绿色低碳发展、保障能源可持续供应具有重要意义。

综合能源系统的规划设计过程既要考虑系统内产能、换能、蓄能、用能等各环节之间的相互依赖关系，又要考虑冷、热、电等多种能量耦合，这使得综合能源系统的容量配置优化成为了系统规划设计过程中的难点。

目前大部分电力、天然气等传统能源项目的规划设计仍处于单独规划、单独设计阶段，缺乏多种能源的互补协调，因此仍然存在能源利用率低、能源系统安全可靠性不强等问题。现有的综合能源系统容量配置技术采取先获得各设备容量设计结果，后进行设备选型决策的思路，对于设备选型决策的指导并不清晰；另外，综合能源系统的容量配置与用户负荷需求紧密相关，现有的综合能源系统容量配置技术大多采用全年逐时负荷预测值作为系统负荷供需边界条件，该类技术无法避免因预测误差导致的系统性能变差甚至出现停机的尴尬局面，因此，在综合能源系统容量配置的技术发明中考虑负荷不确定性具有重要的现实需求。

为了有效解决上述问题，本发明在考虑负荷不确定性的基础上，提出一种将遗传算法和最小最大后悔值法相结合的综合能源系统容量配置优化方法，将优化与决策相结合，实现燃气轮机选型与系统容量配置的协同优化。

发明内容

本发明旨在提供一种考虑负荷不确定性的综合能源系统容量配置方法，在系统设计阶段提升该类系统面对负荷波动时在经济效益方面的鲁棒性能，将优化与决策相结合，实现燃气轮机与系统容量配置协同优化，获取经济效益最优的系统容量配置方案。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种考虑负荷不确定性的综合能源系统容量配置方法，包括以下步骤：

(一)建立综合能源系统容量配置优化模型；

(二)设置负荷不确定度，采用遗传算法对不同燃气轮机型号对应的配置方案在不同的负荷条件下进行容量优化，获得各方案净现值汇总表；

(三)采用最小最大后悔值法对净现值汇总结果进行换算，获取最小最大后悔值，该值对应的容量配置方案即经济效益鲁棒性最优的方案，实现了燃气轮机选型与容量配置协同优化。

本发明进一步的改进在于，所述步骤(一)中，建立综合能源系统容量配置优化模型，以系统净现值最大为目标函数，净现值计算公式如下：

f＝max(NPV)

式中：NPV表示系统净现值，CI_t、CO_t分别表示第t年的现金流入量和流出量，元；i₀表示基准折现率；n表示项目寿命年限；

设置系统冷热电负荷供需平衡为约束条件，以此建立系统能流模型：