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一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法和系统技术方案

技术编号：44115862 阅读：4 留言：0更新日期：2025-01-24 22:39

本发明专利技术公开了一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法和系统，方法包括以下步骤：获取调研信息，利用调研信息初始化区域综合能源系统的基本框架；调研信息包括输入能源种类、设备类型和设备容量；建立区域综合能源系统经济性规划与运行设计模型，利用两阶段优化方法对区域综合能源系统的基本框架根据优化目标及调度目标函数进行运行成本最小化优化调度得到区域综合能源系统的最优系统配置方案和最优设备运行方案。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源调度领域，具体涉及一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法和系统。

技术介绍

1、随着社会经济的飞速发展，技术进步日新月异，以及全球范围内节能减排的呼声日益高涨，世界各国的能源结构与负荷分布正经历着前所未有的调整。这种调整不仅体现在能源供应的多样性上，如煤、石油、天然气、电、热、水等多种能源供应系统的逐步优化和升级，还体现在能源终端用户(如建筑、交通、工业、居民等)与能源供应系统之间日益紧密的关联互动和耦合关系上。

2、在这一背景下，综合能源系统凭借其独特的优势，逐渐崭露头角。综合能源系统作为一个集能源生产、输送和消费于一体的整体系统，不仅通过高效利用传统化石能源，还积极探索和结合利用多种一次能源，如太阳能、风能、生物质能等，从而实现能源的多元化供应。这种多元化的能源供应模式不仅能够有效减少化石燃料的消耗量，优化能源供应系统的结构，还能降低社会发展对传统化石燃料的依赖性，为可持续发展提供坚实的能源保障。

3、而综合智慧能源的出现，更是对传统单一能源系统的一次重大突破。它将电、气、冷、热等各类能源进行统一整合，通过先进的信息技术手段实现集中调度和智能控制。综合智慧能源系统不仅能够实现能源的高效利用和节能减排，还能够为用户提供更加便捷、舒适、安全的能源服务。通过运用综合智慧能源优化算法，系统可以根据用户的实际需求和能源市场的变化，灵活调整能源供应策略，实现能源的最优配置和最大化利用。这对于建立新的能源体系、推动能源革命具有重要的战略意义。

技术实现思路</p>

1、本专利技术的目的在于克服现有综合智慧能源缺少多目标优化的问题，提出了一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法和系统。

2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：

3、一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法，包括以下步骤：

4、获取调研信息，利用调研信息初始化区域综合能源系统的基本框架；调研信息包括输入能源种类、设备类型和设备容量；

5、建立区域综合能源系统经济性规划与运行设计模型，利用两阶段优化方法对区域综合能源系统的基本框架根据优化目标及调度目标函数进行运行成本最小化优化调度得到区域综合能源系统的最优系统配置方案和最优设备运行方案；

6、两阶段包括第一阶段和第二阶段，第一阶段输入优化设备的类型及额定容量，优化设备的类型及额定容量包括能源设备的经济和技术参数、约束条件；第二阶段输入优化各个设备的小时出力值，优化各个设备的小时出力值包括能源价格、能源设备的经济和技术参数、约束条件。

7、进一步地，第一阶段的优化目标是年总成本，第二阶段的优化目标是运行维护成本，最优的系统配置方案采用多目标粒子群算法得到区域综合能源系统规划的帕列托最优解集，然后利用基于证据推理的决策方法挑选得到。

8、进一步地，两阶段优化方法具体为：第一阶段选择设备类型及容量输入第二阶段，第二阶段优化每台设备的小时出力，并计算得到最小化的运行维护成本后，将计算得到的最小化的运行维护成本反馈至第一阶段，第一阶段根据第二阶段反馈的最小化的运行维护成本选择最优系统配置方案和最优设备运行方案。

9、进一步地，约束条件包括机组约束条件、平衡约束条件、储能装置约束条件和负荷约束条件；

10、机组约束条件包括煤电机组约束条件、风电机组约束条件、光伏机组约束条件、电锅炉约束条件、燃气轮机约束条件和电转气约束条件；

11、平衡约束包括电力平衡约束、电力极端平衡约束、天然气平衡约束、热力平衡约束和氢气平衡约束；

12、储能装置约束条件包括储能装置成本；

13、负荷约束包括可增减电负荷约束、可转移电负荷约束、热负荷需求响应约束。

14、进一步地，煤电机组约束条件包括煤电机组的出力约束、煤电机组的最小启停时间约束和煤电机组的爬坡速率约束；

15、燃气轮机约束条件包括燃气轮机出力约束、燃气轮机的最小启停时间约束和燃气轮机的爬坡速率约束；

16、电锅炉约束条件包括电锅炉功率与制热量的转化、电锅炉的出力约束、电锅炉的最小启停时间约束和电锅炉的爬坡速率约束；

17、电转气约束条件包括电转气功率与制气量的转化和电转气设备的出力约束；

18、风电机组约束条件包括风电机组的出力约束；

19、光伏机组约束条件包括光伏机组的出力约束。

20、进一步地，运行成本包括购电、购气、购热成本、机组装置启停成本、机组装置边际成本、机组装置固定成本、储能装置固定成本；

21、运行收益包括负荷需求收益、售电、售气、售热收益、电负荷补偿收益。

22、进一步地，调度目标函数如下：

23、

24、其中，为时段t内的购电、购气，购热费用；

25、为时段t内的售电、售气，售热费用；

26、为时段t内设备k的开机费用；

27、为时段t内设备k的停机费用；

28、为时段t内所有机组装置的边际成本；

29、为时段t内所有机组装置的固定成本；

30、为时段t内所有负荷的收益；

31、为时段t内调峰调频的总收益；

32、为时段t内需求响应可消减电负荷的补偿成本；

33、fpe为所有产能装置的固定成本；

34、fse为所有储能装置的固定成本；

35、k为不同的设备集合。

36、一种区域综合能源多目标整合调度优化运行系统，包括框架建立模块，用于获取调研信息，利用调研信息建立区域综合能源系统的基本框架；调研信息包括输入能源种类、设备类型和设备容量；

37、优化运行模块，用于建立区域综合能源系统经济性规划与运行设计模型，利用两阶段优化方法对区域综合能源系统的基本框架根据优化目标及调度目标函数进行运行成本最小化优化调度得到区域综合能源系统的最优系统配置方案和最优设备运行方案；

38、两阶段包括第一阶段和第二阶段，第一阶段输入优化设备的类型及额定容量，优化设备的类型及额定容量包括设备的经济和技术参数、约束条件；第二阶段输入优化各个设备的小时出力值，优化各个设备的小时出力值包括能源价格、设备的经济和技术参数、约束条件。

39、一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法。

40、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法。

41、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：

42、本专利技术一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法建立区域综合能源系统经济性规划与运行设计模型，采用两阶段优化方法，在规划层面上优化得到系统的最优设备配置方本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法，其特征在于，第一阶段的优化目标是年总成本，第二阶段的优化目标是运行维护成本，最优的系统配置方案采用多目标粒子群算法得到区域综合能源系统规划的帕列托最优解集，然后利用基于证据推理的决策方法挑选得到。

3.根据权利要求1所述的一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法，其特征在于，两阶段优化方法具体为：第一阶段选择设备类型及容量输入第二阶段，第二阶段优化每台设备的小时出力，并计算得到最小化的运行维护成本后，将计算得到的最小化的运行维护成本反馈至第一阶段，第一阶段根据第二阶段反馈的最小化的运行维护成本选择最优系统配置方案和最优设备运行方案。

4.根据权利要求1所述的一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法，其特征在于，约束条件包括机组约束条件、平衡约束条件、储能装置约束条件和负荷约束条件；

5.根据权利要求4所述的一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法，其特征在于，煤电机组约束条件包括煤电机

6.根据权利要求1所述的一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法，其特征在于，运行成本包括购电、购气、购热成本、机组装置启停成本、机组装置边际成本、机组装置固定成本、储能装置固定成本；

7.根据权利要求1所述的一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法，其特征在于，调度目标函数如下：

8.一种区域综合能源多目标整合调度优化运行系统，其特征在于，包括框架建立模块，用于获取调研信息，利用调研信息建立区域综合能源系统的基本框架；调研信息包括输入能源种类、设备类型和设备容量；

9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7任一项中所述的一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项中所述的一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法。

...

【技术特征摘要】

1.一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种区域综合能源多目标整合调度优化运行方法，其特征在于，煤电机组约束条件包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝健强，贾广旭，孙财新，洪力，申旭辉，耿元龙，王德志，孙培英，徐纯，濮宏达，任晓馗，沈聪，潘霄峰，赵如夷，关何格格，王治全，王鸿策，王榆涵，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：

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