[发明专利]一种园区综合能源系统的鲁棒规划方法

说明书

本发明涉及一种园区综合能源系统的鲁棒规划方法，其包括步骤：构建考虑PIES建设时序性的多阶段规划模型并基于对PIES的典型物理架构建模确定PIES中能量生产、能量转换以及能量储存设备的设备数字模型；在PIES中引入阶梯碳交易并确定PIES的无偿碳排放额并构建阶梯碳交易费用的计算模型；采用盒式不确定集描述PIES的源荷不确定性并在所述多阶段规划模型基础上建立考虑阶梯碳交易与源荷不确定性的PIES鲁棒多阶段规划模型；对所述PIES鲁棒多阶段规划模型进行对偶和线性化处理得到混合整数线性规划模型，并对混合整数线性规划模型进行求解获取PIES的鲁棒规划方案。考虑PIES建设时序的规划问题和源荷不确定性因素，可充分发挥PIES的优势。

技术领域

本发明涉及园区综合能源系统规划领域，特别涉及一种园区综合能源系统的鲁棒规划方法。

背景技术

随着全球碳交易市场的逐步扩大，为了促进能源行业在节能减排方面发挥主力军作用，在IES(Integrated Energy System,综合能源系统)和PIES(Park-level IntegratedEnergy System,园区综合能源系统)的应用中引入碳交易机制，已经成为建设绿色低碳能源系统的重要方式。IES是一种涵盖电、热、气等多种能源的输入和输出，结合热电联产(Combined Heat and Power,CHP)、电转气(Power to Gas,P2G)、储能等技术，实现不同能源在同一系统中的相互转换和统一调度，在满足能源需求的同时提升能效的能源产供销一体化系统。而PIES是一种面向大厦、社区、工业园区或城镇等终端能源用户的微型综合能源系统。PIES作为一种终端用户侧多种能源形式的耦合对象与供应对象，可提升光伏(Photovoltaic,PV)、风能等可再生能源的消纳以及能源的利用效率，是未来新型能源体系中终端用户侧能源消耗的主要承载形式。碳交易为碳排放权交易，以控制碳排放总量为目的将包括二氧化碳在内的温室气体排放权赋予商品属性。

目前，以PIES为基础引入碳交易机制时，由于园区内的各类负荷随着园区的招商引资计划而逐渐增加，如果仅根据园区建设完成后预测的最大负荷对PIES进行一次性的规划投建，会出现运营初期超前投资进而造成资源浪费、运营后期增长的多元负荷需求不能得以满足等不利情况。此外，可再生能源发电和园区的多元负荷存在较强的不确定性，当实际的可再生能源出力和负荷偏离规划时考虑的预测值较远时，不仅极大影响PIES规划方案的可行性，严重时PIES的运行稳定性也会受到影响。

因此，如何在对PIES进行规划的过程中充分发挥PIES的优势，同时以科学合理规划为前提，保障PIES的经济低碳运行是亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种园区综合能源系统的鲁棒规划方法及设备，能够考虑PIES中源荷的不确定性因素，充分发挥PIES的优势的同时，对引入碳交易机制过程中考虑PIES建设时序的规划问题。

本发明实施例提供了一种园区综合能源系统的鲁棒规划方法，其特征在于，其包括步骤：

构建考虑PIES建设时序性的多阶段规划模型并基于对PIES的典型物理架构建模确定PIES中能量生产、能量转换以及能量储存设备的设备数字模型，其中，所述多阶段规划模型用于根据所述设备数字模型以及阶段与阶段之间的关联性决策出各个规划阶段的候选设备配置；

在PIES中引入阶梯碳交易并确定PIES的无偿碳排放额并构建阶梯碳交易费用的计算模型；

采用盒式不确定集描述PIES的源荷不确定性并在所述多阶段规划模型基础上建立考虑阶梯碳交易与源荷不确定性的PIES鲁棒多阶段规划模型；

对所述PIES鲁棒多阶段规划模型进行对偶和线性化处理得到混合整数线性规划模型，并对混合整数线性规划模型进行求解获取PIES的鲁棒规划方案。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：