[发明专利]一种城市智慧能源网络分级规划方法

说明书

本发明是一种城市智慧能源网络分级规划方法。本发明涉及智慧能源，能源网络规划技术领域，本发明进行基本数据收集，进行能耗需求预测，对电、冷、热负荷数据进行预测；对管网进行规划，对待规划区域按用地类型划分子区域；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；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，进行决策部署。本发明提出的智慧能源网络分级规划方法，从实际需求出发，对城市‑区域‑地块进行全年8760小时的逐时能耗需求预测，在规划设计阶段考虑了电、气、热各种转换设备形式及网络特点，科学合理的解决城市‑区域‑地块的能源站布局、能源站中设备的类型选择。

技术领域

本发明涉及智慧能源，能源网络规划技术领域，是一种城市智慧能源网络分级规划方法。

背景技术

三、背景技术：

构建城市智慧能源系统，有利于推动能源转型、助力实现双碳目标。同时，随着能源转换设备技术的发展，热电联产机组、燃气轮机、电转气设备等的应用已经十分广泛，不同形式的能源之间的耦合性越来越强，电、气、热等能源在生产、传输和消费环节上的优势互补作用日益显著，智慧能源系统的发展开拓出更大的空间。城市智慧能源系统将整合冷、热、电、气等多种能源资源，推动打破传统单一能源发展的壁垒，打破过去各个子系统孤立运行的常态，综合优化供应、传输、消费和转化各环节，以“四化”(清洁化、智慧化、去中心化、综合化)为基本特征，以“两高三低”为目标(两高：系统综合能效的提高、系统运行可靠性的提高；三低：用户用能成本的降低、系统碳排放的降低和系统其他污染物排放的降低)，实现多能源的互补互济和协调优化，有效提升了能源利用效率、促进了能源的可持续发展。

城市智慧能源系统网络规划相比传统单一能源的网络规划提出了新的要求，从基本的潮流计算、最优潮流到可靠性评估、协调规划，其建模与求解难度大为增加，迫切需要建立更为灵活、鲁棒的规划方法。城市智慧能源系统规划，如何充分发挥具备不同功能特点的网络及设备各自的优势，高效解决冷、热、电、气多网融合的城市智慧能源系统分级规划问题，尤其是电网-气网-热网耦合的规划问题、潮流的非凸非线性问题、可靠性问题等都有待深入研究。

发明内容

本发明针对各种能源形式独立规划孤立运行、能源综合利用率低、可再生能源消纳能力不足、自动化和信息化水平欠佳等问题。本发明提供了一种城市智慧能源网络分级规划方法，本发明提供了以下技术方案：

一种城市智慧能源网络分级规划方法，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。

优选的，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；