一种基于TOPSIS算法的综合能源系统设备调控价值评估方法技术方案

本发明专利技术属于能源应用技术领域，公开了一种基于TOPSIS算法的综合能源系统设备调控价值评估方法，包括对初始评估矩阵X作同趋势化处理，使所有属性的优劣变化方向一致，并将所有属性中的效益型属性均转换为成本型属性，得到数据矩阵X

【技术实现步骤摘要】
一种基于TOPSIS算法的综合能源系统设备调控价值评估方法


[0001]本专利技术属于能源应用
，具体涉及一种基于TOPSIS算法的综合能源系统设备调控 价值评估方法。

技术介绍

[0002]能源不仅是人类生存的基础和社会前进的动力，也是物质经济持续发展的保障。21世 纪以来，人类社会经济飞速发展，能源短缺问题日渐严峻，传统化石燃料的过量开采及使用 导致全球范围内出现了严重的环境污染和极端气候问题。加快发展新能源，提高能源利用效 率已经成为全社会应对能源和环境问题、促进能源转型的一致行动和普遍共识。在此背景下， 旨在打破传统能源系统孤立运营模式，实现能量梯级利用和多能互补的综合能源系统 (Integrated Energy System,IES)应运而生。
[0003]IES通常是指在规划和运行的过程中，对能源的生产和消费等各个中间环节进行整体协 调优化后形成的多能源一体化系统。热电联产(Combined Heating and Power,CHP)是早期IES 最简单的形式，通过余热回收实现能量的梯级利用和电热耦合，有助于能效的提升。随着储 能技术、热泵、电制氢等新型能源技术的发展，IES融合了更多的能源设备，规模进一步扩 大，效率逐步提高，但同时在优化运行上也面临着更多的挑战。
[0004]设备种类和数量繁多是用户侧综合能源系统的一大特点。近年来，能源技术飞速发展， 综合能源系统的规模不断扩大，因此，IES中可选择的能源设备也愈来愈多。不同的设备由 于其基本原理和运行特性存在或大或小的差异，在系统运行过程中所发挥的作用也不尽相同。 现有的IES优化调度研究中往往忽略了不同设备之间的价值关系，在建模时将所有设备考虑 在内，导致模型涉及的变量过多，提高了模型复杂度，进而降低了求解效率。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于TOPSIS算法的综合能源系统设备调控价值评估方法， 以解决调度成本高的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种基于TOPSIS算法的综合能源系统设备调控价值评估方法，其特征在于，包括：
[0008]步骤1：对初始评估矩阵X作同趋势化处理，使所有属性的优劣变化方向一致，并将所 有属性中的效益型属性均转换为成本型属性，得到数据矩阵X
′
；其中，初始评估矩阵为 X＝(x
ij
)
m
×
y
，X
ij
表示第i个设备的第j个属性，m表示设备数，y表示属性数，且y＝5；
[0009]步骤2：对数据矩阵X
′
进行标准化处理，获取标准化矩阵X
″
；
[0010]步骤3：根据标准化矩阵X
″
选择各个属性中的最优值和最劣值，分别组合得到最优方 案X
+
和最劣方案X
‑
；
[0011]步骤4：对于任一设备i，分别计算其总体指标值与最优方案和最劣方案之间的欧氏距 离；
[0012]步骤5：用计算获得的欧氏距离计算各设备与最优方案的相对贴近度，作为设备的经济 价值，采用步骤1至4相同的方法计算环保价值v
i2
，节能价值v
i3
和其它方面的价值v
in
中的 一种或者多种，获得设备i的调控价值向量和价值矩阵V。
[0013]进一步地，所述数据矩阵X
′
中的元素为：
[0014]进一步地，所述标准化矩阵X
″
中的元素为：
[0015]其中：式中E
j
为属性j下各数据的均值；D
j
为属性j下各数据的方差。
[0016]进一步地，所述任一设备i的总体指标值与最优方案和最劣方案之间的欧氏距离为：
[0017]其中：式中w
j
为属性j的权重。
[0018]进一步地，所述各设备与最优方案的相对贴近度为
[0019]其中：式中v
i1
为设备i的经济价值。
[0020]进一步地，所述设备i的经济价值v
i1
取值范围为[0,1]。
[0021]进一步地，设备i的经济价值v
i1
值越大表示其在经济调度场景下具备的价值越高。
[0022]进一步地，所述设备i的调控价值向量为：
[0023]进一步地，所述价值矩阵为：其中，设备价值矩 阵V中的列向量[v
1j
，v
2j
，
…
，v
mj
]T
I ES中场景j下的价值序列。
[0024]相较于现有技术，本专利技术的优点在于：
[0025]本专利技术通过对同一设备的不同调控价值进行比较，可以确定该设备在何种场景下能够充 分发挥作用；通过对不同设备的调控价值进行比较，能够针对特定场景快速选取适宜的设备 参与调控。将设备对于系统运行的贡献程度有效地量化出来有助于调度人员更有针对性地制 定调度计划，减少优化调度成本。
附图说明
[0026]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性 实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0027]图1为本专利技术一种基于TOPSIS算法的综合能源系统设备调控价值评估方法的设备调控 价值评估指标体系示意图；
具体实施方式
[0028]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下， 本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029]以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本专利技术提供进一步的详细说明。除非另有指明， 本专利技术所采用的所有技术术语与本专利技术所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本 专利技术所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本专利技术的示例性实施方 式。
[0030]本专利技术的一种基于TOPSIS算法的综合能源系统设备调控价值评估方法根据用户侧综合 能源系统实际运行中的场景需求，结合设备运行特征，建立包含私有属性和公有属性的设备 调控价值评估体系，并采用逼近理想解排序法(Technique for Order Preference by Similarity toan Ideal Solution，TOPSIS)量化设备价值，获取系统的设备调控价值矩阵。
[0031]具体地，本专利技术定义一个n维行向量用于描述设备的调控价值，其中每一个元素都分别 与一个单目标调度场景对应，表示设备i在场景n下的价值。由于现有IES优化调度研究中 通常以经济调度、环保调度和节能调度3种场景为主，因此本专利技术也以上述3个场景为例进 行描述。
[0032](1)经济调度
[0033]IES经济调度主要以系统运行总成本最小为目标，成本主要包括设备运行维护费、燃料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于TOPSIS算法的综合能源系统设备调控价值评估方法，其特征在于，包括：步骤1：对初始评估矩阵X作同趋势化处理，使所有属性的优劣变化方向一致，并将所有属性中的效益型属性均转换为成本型属性，得到数据矩阵X
′
；其中，初始评估矩阵为X＝(x
ij
)
m
×
y
，X
ij
表示第i个设备的第j个属性，m表示设备数，y表示属性数，且y＝5；步骤2：对数据矩阵X
′
进行标准化处理，获取标准化矩阵X
″
；步骤3：根据标准化矩阵X
″
选择各个属性中的最优值和最劣值，分别组合得到最优方案X
+
和最劣方案X
‑
；步骤4：对于任一设备i，分别计算其总体指标值与最优方案和最劣方案之间的欧氏距离；步骤5：用计算获得的欧氏距离计算各设备与最优方案的相对贴近度，作为设备的经济价值，采用步骤1至4相同的方法计算环保价值v
i2
，节能价值v
i3
和其它方面的价值v
in
中的一种或者多种，获得设备i的调控价值向量和价值矩阵V。2.根据权利要求1所述的一种基于TOPSIS算法的综合能源系统设备调控价值评估方法，其特征在于，所述数据矩阵X
′
中的元素为：3.根据权利要求1所述的一种基于TOPSIS算法的综合能源系统设备调控价值评估方法，其特征在于，所述标准化矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴邦旭，应立军，祁博彦，王子骞，朱亮，张艾，陈淼，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：