综合能源系统的容量规划方法

本申请涉及综合能源系统领域，更具体地涉及一种综合能源系统的容量规划方法。

背景技术：

1、综合能源系统容量规划需兼顾经济性与供能可靠性。现有技术中，在进行容量规划时，可靠性指标多采用总量型约束，如规划运行时域内的累计缺供率，该类指标能够控制总缺供规模，但难以满足极端情况下供能安全的实际要求。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请的实施例提供了一种综合能源系统的容量规划方法，包括：确定包含约束参数集合的输入数据，其中，约束参数集合中包括至少一个约束参数对，约束参数对包括第一约束参数以及第二约束参数，第一约束参数用于指示目标能源系统在规划运行时域内累计缺供比例的上限值，第二约束参数用于指示目标能源系统在任一时段内的时段缺供比例的上限值；将输入数据以及约束参数集合输入至预设容量规划模型，得到与约束参数集合匹配的候选方案集合，候选方案集合包括与候选约束参数对匹配的候选容量配置方案，以及候选容量配置方案对应的候选方案总成本；基于候选容量配置方案以及候选方案总成本在候选方案集合中确定目标容量配置方案。

2、根据本申请的实施例，将输入数据以及约束参数集合输入至预设容量规划模型之前，方法还包括：基于目标能源系统在经济评价期内的等效总成本极值，建立目标函数；基于第一约束参数和第二约束参数，建立模型可靠性约束；基于目标函数、模型可靠性约束，构建预设容量规划模型。

3、根据本申请的实施例，基于目标函数、模型可靠性约束，构建预设容量规划模型，具体包括：基于目标能源系统在每一时段内至少一种能量形式的平衡关系，建立第一模型约束；基于至少一类能量转换单元的输入能量与输出能量之间的转换关系，建立第二模型约束；基于至少一类储能单元在相邻时段之间的能量累积变化关系，建立第三模型约束；基于各目标设备的容量取值范围，建立第四模型约束；基于第一模型约束、第二模型约束、第三模型约束以及第四模型约束中的至少一种，构建模型约束集合；基于目标函数、模型可靠性约束以及模型约束集合，构建预设容量规划模型。

4、根据本申请的实施例，基于目标能源系统在每一时段内至少一种能量形式的平衡关系，建立第一模型约束，包括：确定目标能源系统包含的全部能量形式，能量形式包括电能、热能以及冷能中的至少一种；在全部能量形式中确定目标能量形式；基于目标能量形式在每一时段内的第一等式关系，建立第一模型约束，第一等式关系用于指示供给功率、转换输入功率、转换输出功率、存储释放功率、存储充入功率、缺供功率与基准负荷功率中的至少两种功率之间的等式关系。

5、根据本申请的实施例，基于至少一类能量转换单元的输入能量与输出能量之间的转换关系，建立第二模型约束，包括：确定目标能源系统中至少一类能量转换单元对应的性能系数，能量转换单元包括热泵以及制冷机中的至少一种；基于性能系数，确定至少一类能量转换单元在运行时段内输出能量功率与输入能量功率之间的转换比例关系；将比例关系作为第二模型约束。

6、根据本申请的实施例，基于至少一类储能单元在相邻时段之间的能量累积变化关系，建立第三模型约束，包括：在目标能源系统中包含的至少一类储能单元中确定目标储能单元；基于目标储能单元在相邻时段内的第二等式关系，建立第三模型约束，第二等式关系用于指示第一时段末的第一存储量、第二时段末的第二存储量、第二时段内的充入功率与第二时段内的释放功率之间的等式关系。

7、根据本申请的实施例，将输入数据以及约束参数集合输入至预设容量规划模型，得到与约束参数集合匹配的候选方案集合，包括：在预设的第一约束参数取值范围和预设的第二约束参数取值范围内，确定多个约束参数对；分别以每一个约束参数对作为第一约束参数和第二约束参数的具体取值，代入预设容量规划模型进行求解，得到与约束参数集合匹配的候选方案集合。

8、根据本申请的实施例，基于候选容量配置方案以及候选方案总成本在候选方案集合中确定目标容量配置方案，包括：根据各候选约束参数对对应的可靠性参数，对各候选容量配置方案进行排序，可靠性参数基于第一约束参数和/或第二约束参数确定；确定排序后相邻候选容量配置方案之间的成本变化量和可靠性变化量，并基于成本变化量和可靠性变化量构建离散边际成本序列；根据离散边际成本序列识别边际收益衰减区间，并将边际收益衰减区间内的候选容量配置方案作为目标容量配置方案约束参数对。

9、根据本申请的实施例，根据离散边际成本序列识别边际收益衰减区间，包括：确定离散边际成本序列中的边际成本最大值；将边际成本小于或等于预设衰减系数与边际成本最大值之乘积，且边际成本变化趋势符合预设下降判据的连续区间，判定为边际收益衰减区间。

10、根据本申请的实施例，确定排序后相邻候选容量配置方案之间的成本变化量和可靠性变化量，并基于成本变化量和可靠性变化量构建离散边际成本序列，包括：在排序后的候选容量配置方案中确定相邻的第一候选方案和第二候选方案，第一候选方案和第二候选方案在排序方向上相邻；将第一候选方案对应的第一候选方案总成本与第二候选方案对应的第二候选方案总成本之差的绝对值，确定为成本变化量；将第一候选方案对应的第一可靠性参数与第二候选方案对应的第二可靠性参数之差的绝对值，确定为可靠性变化量；将成本变化量与可靠性变化量的比值，作为第一候选方案与第二候选方案之间的离散可靠性边际成本；遍历排序后的全部相邻候选方案对，得到离散边际成本序列。

1.一种综合能源系统的容量规划方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述输入数据以及所述约束参数集合输入至预设容量规划模型之前，所述方法还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述目标函数、所述模型可靠性约束，构建所述预设容量规划模型，具体包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标能源系统在每一时段内至少一种能量形式的平衡关系，建立第一模型约束，包括：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于至少一类能量转换单元的输入能量与输出能量之间的转换关系，建立第二模型约束，包括：

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于至少一类储能单元在相邻时段之间的能量累积变化关系，建立第三模型约束，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述输入数据以及所述约束参数集合输入至预设容量规划模型，得到与所述约束参数集合匹配的候选方案集合，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述候选容量配置方案以及所述候选方案总成本在所述候选方案集合中确定目标容量配置方案，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述离散边际成本序列识别边际收益衰减区间，包括：

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述确定排序后相邻候选容量配置方案之间的成本变化量和可靠性变化量，并基于所述成本变化量和可靠性变化量构建离散边际成本序列，包括：