[发明专利]一种城市智慧能源网络分级规划方法

权利要求书

1.一种城市智慧能源网络分级规划方法，其特征是：包括以下步骤：

步骤1：进行基本数据收集，所述基本数据包括当地的总体规划：如人口、用地、能源结构、经济水平、各功能分区的布局和发展规划、市政规划：电力架构及容量、燃气管网、供热管网、地热资源、风力资源、太阳能资源，确定配电、气网基本的建设情况；

步骤2：进行能耗需求预测，对电、冷、热负荷数据进行预测；

步骤3：对管网进行规划，对待规划区域按用地类型划分子区域；

步骤4：多能耦合优化，建立多能耦合的网络模型和智慧能源系统协同优化配置模型；

步骤5：基于建立的协同优化配置模型，优化结果选择机组设备和连接关系，配电网、配气网和配热网的设备容量进行决策部署。

2.根据权利要求1所述的一种城市智慧能源网络分级规划方法，其特征是：所述步骤2具体为：

通过对电、冷、热等负荷数据进行预测，对能源站的的装机容量以及管路的设计进行规划，能耗的需求受多种因素影响，包括建筑能耗特性、建筑室内环境、区域气候特征以及建筑所在地的经济水平，采用宏观负荷预测与微观负荷预测相结合的方式进行预测，具体为：

宏观负荷预测方法进行城市级负荷预测，通过寻求历史相关数据与区域总能量负荷之间的关系进行建模并回归分析获得未来的区域能耗量；宏观负荷预测法采用：单耗法、外推法、自然增长法、综合用电水平、负荷密度法；

微观负荷预测进行地块级和区域级的负荷预测，通过单一建筑的历史逐时负荷结合建筑特征、环境、用户用能特点等信息，对某一栋或某一类建筑的能耗需求进行预测，采用工程模型法，实现对单一建筑的逐时负荷准确预测。

3.根据权利要求2所述的一种城市智慧能源网络分级规划方法，其特征是：所述步骤3具体为：

对待规划区域按用地类型划分子区域，综合考虑供能效益和空间限制，在各子区域内选择能源站的建设地址，同时规划管网网布置形式与铺设路径，能源站选址采用p-中位模型进行优化设计；

采用无向带权网络G＝(V，E，W)，其中，V为系统负荷中心、候选能源站和路网节点构成的顶点集，E为路网节点连接的边集，W为各连接点能源传输管网投资成本的权集，

p-中位模型描述为：从集合V中寻找一个子集合Vp，使得顶点集合{V－Vp}到Vp中最近顶点的距离之和最小，集合Vp中的顶点叫中位点；p-中位模型用式(1)所示的规划模型来表示：

其中，M为地块负荷点集合；N为候选能源站集合；i为第i个负荷点；j为第j个候选能源站点；ai为第i个负荷点的需求量；dij为第i个负荷点到第j个候选能源站点的最短距离；p为所选候选能源站点的数目；xj表示候选能源站点j是否被选中，若是，则xj＝1，否则xj＝0；yij表示需求点i是否由候选设施点j提供服务，若是，yij＝1，否则yij＝0。

4.根据权利要求3所述的一种城市智慧能源网络分级规划方法，其特征是：所述步骤4具体为：

步骤4.1：建立目标函数，目标函数的选择遵循“3E”协调发展，实现总成本最小、碳排放最低和能源利用效率最高；

步骤4.2：建立通用模型采用关注“势”和“流”的潮流模型，通用的潮流模型方程表示为：

节点模型或支路模型描述了网络局部的潮流关系，对整个网络的计算需要对每个节点或支路进行模型应用；节点-支路关联矩阵被用来描述节点间的联通关系，当i，j为网络k中中的任意两个节点，若由节点i流向j，若由节点j流向i，若两节点之间无流动，

步骤4.3：确定约束条件为了使模型获得唯一解或最优解，需要对上述模型进行约束，采用冷热电功率平衡约束、设备容量约束、状态变量约束、配电网重构约束、配气站及配送管网容量约束、负荷损失约束；

步骤4.4：进行优化进行城市智慧能源网络稳态潮流计算方法，包括电网、热网和气网独立潮流计算方法和耦合能源网络联合潮流计算方法。