一種區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于低碳經(jīng)濟(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 分布式綜合能源系統(tǒng)在促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提升綜合能源利用效率、減輕環(huán)境污 染起著重要作用。分布式綜合能源系統(tǒng)W滿足規(guī)劃區(qū)域內(nèi)多種能源（電、冷、熱）的需求為 基本要求，充分消納多種可再生能源、廣泛應(yīng)用節(jié)能技術(shù)和電能替代技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綜合能源利 用率W及環(huán)境效益的提升。綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)成為首要問題。
[0003] 現(xiàn)有缺少對綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的完善步驟與系統(tǒng)方法，現(xiàn)有規(guī)劃技術(shù)中也缺 少對各種常見電能替代技術(shù)的考量，不滿足未來綠色智慧型園區(qū)發(fā)展和規(guī)劃的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)方法，旨在解決現(xiàn)有 規(guī)劃技術(shù)中缺少對各種常見電能替代技術(shù)的考量，不能滿足未來綠色智慧型園區(qū)發(fā)展和規(guī) 劃需求的問題。
[0005] 本發(fā)明是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的，一種區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)方法，所述區(qū)域綜合 能源系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)方法通過建立區(qū)域內(nèi)電負(fù)荷時(shí)序模型、建立冷、熱負(fù)荷時(shí)序模型、建 立供能技術(shù)模型；確立區(qū)域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃目標(biāo)，設(shè)定區(qū)域綜合能源系統(tǒng)總體規(guī)劃目標(biāo)； 對指標(biāo)計(jì)算與方案評估；依據(jù)對各備選方案的評估，確定最優(yōu)綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。
[0006] 進(jìn)一步，所述區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)方法具體包括W下步驟：
[0007] 步驟一，建立區(qū)域內(nèi)電負(fù)荷時(shí)序模型，調(diào)研類似園區(qū)的負(fù)荷，建立典型日時(shí)序負(fù)荷 模型，根據(jù)區(qū)域內(nèi)各類設(shè)計(jì)負(fù)荷、區(qū)域?qū)傩曰皡^(qū)域規(guī)模，擬合典型日時(shí)序負(fù)荷曲線；
[0008] 步驟二，建立冷、熱負(fù)荷時(shí)序模型，根據(jù)區(qū)域內(nèi)建筑物信息、方位朝向信息W及建 筑物預(yù)設(shè)溫度，應(yīng)用仿真模擬手段，建立區(qū)域內(nèi)冷、熱負(fù)荷典型日時(shí)序曲線；
[0009] 步驟=，建立供能技術(shù)模型，建立區(qū)域內(nèi)可再生能源出力時(shí)序模型、典型節(jié)能技術(shù) 模型W及典型電能替代技術(shù)模型在內(nèi)綜合能源供給系統(tǒng)模型；
[0010] 步驟四，建立綜合能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案備選集合，包括可再生能源滲透率，W滿足區(qū) 域內(nèi)冷、熱、電負(fù)荷需求為約束，依據(jù)典型節(jié)能技術(shù)W及電能替代技術(shù)模型，建立綜合能源 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案集合；
[0011] 步驟五，確立區(qū)域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃目標(biāo)，設(shè)定區(qū)域綜合能源系統(tǒng)總體規(guī)劃目標(biāo)， 包括經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、可再生能源最大利用、綜合能源利用效率最大；
[0012] 步驟六，指標(biāo)計(jì)算與方案評估；
[0013] 步驟屯，依據(jù)對各備選方案的評估，確定最優(yōu)綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。
[0014] 進(jìn)一步，所述指標(biāo)計(jì)算與方案評估的具體方法如下：
[0015] 第一步，根據(jù)所確立的綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃目標(biāo)，確定評估指標(biāo)計(jì)算公式。W經(jīng)濟(jì)性 為例，經(jīng)濟(jì)性評價(jià)指標(biāo)（TC)定義為全周期內(nèi)各可再生能源設(shè)備、節(jié)
[0016] 能設(shè)備W及電能替代設(shè)備的采購成本、維護(hù)成本和運(yùn)行成本（0C)之和。
[0017]
[0018] 其中Bi為第i個(gè)設(shè)備的采購成本；Fi為第i個(gè)設(shè)備的維護(hù)成本；0C為典型日系統(tǒng) 運(yùn)行成本，N為全周期內(nèi)供冷天數(shù)。
[0019] 第二步，求得區(qū)域內(nèi)綜合能源典型日時(shí)序負(fù)荷曲線；
[0020] 第S步，求得區(qū)域內(nèi)可再生能源出力時(shí)序模型；
[0021] 第四步，根據(jù)所得區(qū)域內(nèi)綜合能源典型日時(shí)序負(fù)荷曲線，W備選方案中能源供給 規(guī)劃為邊界條件，求解典型日綜合能源系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行策略，W經(jīng)濟(jì)最優(yōu)目標(biāo)和供冷系統(tǒng)為 例，優(yōu)化目標(biāo)即為0C;
[0022]
[0023] 其中，P,ft為典型日內(nèi)第t時(shí)刻第i個(gè)供冷設(shè)備的耗電功率；Lt為典型日內(nèi)第t時(shí) 刻其他電負(fù)荷；C(t)為分時(shí)購電價(jià)格。
[0024] 第五步，計(jì)算綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)評估指標(biāo)，W所求解的典型日最優(yōu)運(yùn)行策略 為基礎(chǔ)，計(jì)算全周期內(nèi)綜合能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的評估指標(biāo)，W經(jīng)濟(jì)最優(yōu)為例，則所定義的TC 即為綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)評估指標(biāo)；
[0025] 第六步，計(jì)算所有備選方案的評估指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對所有備選方案的評估，具體如下： [002引{TC。。"，TC。。。，…，TC。。。，…;
[0027] 其中，TCwti為備選方案i的評估指標(biāo)。
[0028] 進(jìn)一步，所述依據(jù)對各備選方案的評估，確定最優(yōu)綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案W 經(jīng)濟(jì)最優(yōu)為目標(biāo)的綜合能源規(guī)劃設(shè)計(jì)方案為：argmin{TCwti，TCwt2,…，TCwti，…}。
[0029] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)方法的 規(guī)劃與設(shè)計(jì)系統(tǒng)，所述規(guī)劃與設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括：
[0030] 模型建立模塊，用于建立區(qū)域內(nèi)電負(fù)荷和冷、熱負(fù)荷時(shí)序模型，建立常見電能替代 設(shè)備、可再生能源、供儲能設(shè)備的模型；
[0031] 備選方案建立模塊，用于確定區(qū)域建設(shè)投資和建設(shè)目標(biāo)，基于上述模型建立綜合 能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案備選集合；
[0032] 優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊，用于對各備選方案進(jìn)行指標(biāo)計(jì)算和評估，得到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。
[0033] 進(jìn)一步，所述模型建立模塊包括：
[0034] 電負(fù)荷時(shí)序模型單元，用于立區(qū)域內(nèi)電負(fù)荷時(shí)序模型，模型具體為典型日24小時(shí) 電負(fù)荷曲線，具體方法為，調(diào)研類似園區(qū)的負(fù)荷，建立典型日時(shí)序負(fù)荷模型，根據(jù)區(qū)域內(nèi)各 類設(shè)計(jì)負(fù)荷、區(qū)域?qū)傩訵及區(qū)域規(guī)模，擬合典型日時(shí)序負(fù)荷曲線；
[0035] 負(fù)荷時(shí)序模型單元，用于建立冷、熱負(fù)荷時(shí)序模型，模型具體為典型日24小時(shí)冷、 熱負(fù)荷曲線；具體方法為，根據(jù)區(qū)域內(nèi)建筑物信息、方位朝向信息W及建筑物預(yù)設(shè)溫度，應(yīng) 用仿真模擬手段，建立區(qū)域內(nèi)冷、熱負(fù)荷典型日時(shí)序曲線；
[0036] 供能技術(shù)模型單元，用于建立供能技術(shù)模型，建立區(qū)域內(nèi)可再生能源出力時(shí)序模 型、典型節(jié)能技術(shù)模型W及典型電能替代技術(shù)模型在內(nèi)綜合能源供給系統(tǒng)模型。
[0037]進(jìn)一步，所述優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊包括：
[0038]評估指標(biāo)計(jì)算單元，用于根據(jù)所確立的綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃目標(biāo)，確定評估指標(biāo)計(jì) 算公式；
[0039]日時(shí)序負(fù)荷單元，用于求得區(qū)域內(nèi)綜合能源典型日時(shí)序負(fù)荷曲線；
[0040] 出力時(shí)序模型單元，用于求得區(qū)域內(nèi)可再生能源出力時(shí)序模型；
[0041] 最優(yōu)運(yùn)行策略單元，用于根據(jù)所得區(qū)域內(nèi)綜合能源典型日時(shí)序負(fù)荷曲線，W備選 方案中能源供給規(guī)劃為邊界條件，求解典型日綜合能源系統(tǒng)最優(yōu)運(yùn)行策略；
[0042]計(jì)算評估指標(biāo)單元，用于計(jì)算綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)評估指標(biāo)，W所求解的典型 日最優(yōu)運(yùn)行策略為基礎(chǔ)，計(jì)算全周期內(nèi)綜合能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的評估指標(biāo)；
[0043] 備選方案評估單元，用于計(jì)算所有備選方案的評估指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)對所有備選方案的 評估。
[0044]本發(fā)明提供的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)方法，可W得到綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃 設(shè)計(jì)方案的評價(jià)指標(biāo)，該指標(biāo)充體現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行，因而該指標(biāo)更加準(zhǔn)確和更 具有指導(dǎo)意義，進(jìn)而選取較好的區(qū)域綜合能系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案；給出綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃 設(shè)計(jì)的完整思路和方法，通過綜合能源系統(tǒng)的運(yùn)行來指導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計(jì)，可W更加準(zhǔn)確的評估 全周期內(nèi)綜合能源系統(tǒng)指標(biāo)，確定最優(yōu)綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。此外，本發(fā)明應(yīng)用節(jié)能 技術(shù)和電能替代技術(shù)的模型，建立綜合能源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案備選集合，為最優(yōu)設(shè)計(jì)方案提供 豐富的備選方案。
【附圖說明】
[0045] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)方法流程圖。
[0046]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的建立區(qū)域內(nèi)電負(fù)荷時(shí)序模型流程圖。
[0047] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的建立冷、熱負(fù)荷時(shí)序模型流程圖。
[0048]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的指標(biāo)計(jì)算與方案評估流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用W解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。