一种能源互联网全环节协同规划方法、系统、设备和介质与流程

1.本发明属于电气工程领域，具体来讲属于一种能源互联网全环节协同规划方法、系统、设备和介质。


背景技术：

2.未来电力系统将向能源互联网演进。相较于传统电力系统，能源互联网所涉及的元素更多，作用机理更为复杂，传统电力系统所涉及的元素单一，作用机理简单，所以在进行规划时遵循的理念及模型方法有所不同。用传统能源规划方法在能源互联网全环节协同规划中不能统筹处理好电、热、冷、气等不同能源子系统，以及源、网、荷、储等不同系统环节。因此，不能实现对区域能源互联网项目的整体优化，同步规划电热冷气不同能源品种的源网荷储各环节的能源设施。


技术实现要素：

3.为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种能源互联网全环节协同规划方法，包括：
4.获取能源互联网规划所需的多个能源品种以及多个环节的参数；
5.将所述多个能源品种以及多个环节的参数带入预先构建的新能源互联网规划模型中，对所述能源互联网规划模型进行优化计算，得到能源互联网中各类待规划设备的建设情况，作为能源互联网的规划方案；
6.其中，所述能源互联网规划模型以能源互联网中多个能源品种以及多个环节的投资成本和运行成本的总和最小为目标构建。
7.优选的，所述能源互联网规划模型的构建，包括：
8.以能源互联网中多个能源品种以及多个环节的投资成本和运行成本的总和最小为目标，构建能源互联网规划模型的目标函数；
9.并构建如下约束条件：配电网约束、配气网约束、配热网约束、供冷约束、能源转换设施约束、分布式电源约束和储能约束；
10.基于所述目标函数和约束条件构建能源互联网规划模型；其中，能源互联网中的多个能源品种至少包括下述中的一种或多种：电、热、冷和气，能源互联网中的多个环节至少包括下述中的一种或多种：生产、传输、消费和存储。
11.优选的，所述投资成本的计算，包括：
12.基于各能源品种的备选线路集合、各能源品种是否建设以及年平均建设成本的大小，计算投资成本。
13.优选的，所述目标函数的投资成本的计算式如下：
[0014][0015]
式中，c
inv
为投资成本，ω
el
为配电网的备选线路集合，ω
gl
为天然气子系统的备选线路集合，ω
hl
为热力子系统的备选线路集合，ω
enh
为能源转换设施内备选设备集合；
[0016]
为标记配电网节点i与节点j之间的备选线路是否建设的变量，为标记天然气子系统节点i与节点j之间的备选线路是否建设的变量，为标记热力子系统节点i与节点j之间的备选线路是否建设的变量；
[0017]
为配电网节点i与节点j之间的备选线路的年均建设成本，为天然气子系统节点i与节点j之间的备选线路的年均建设成本，为热力子系统节点i与节点j之间的备选线路的年均建设成本；
[0018]
为标记能源转换设施内节点i与节点j之间的某种备选能源转换设备是否建设的变量；
[0019]
为标记节点i与节点j之间的各备选能源转换设备的年均建设成本，其中，备选能源转换设备包括：燃气发电机组、热电联产、冷热电三联供、燃气锅炉、电采暖、热泵、电制冷、吸收式制冷机和电转气设备；
[0020]
ω
dg
为分布式电源备选集合，ω
es
为储能备选集合；
[0021]
为标记节点i与节点j之间的分布式电源是否建设的变量，为标记节点i与节点j之间的储能是否建设的变量；
[0022]
为节点i与节点j之间对应的分布式电源的年均建设成本，为节点i与节点j之间的储能设备的年均建设成本。
[0023]
优选的，所述运行成本的计算，包括：
[0024]
基于各能源品种的价格、各能源品种的购入量、各能源品种的需求响应、各能源品种需求响应削减功率以及各能源需求响应的单位激励系数，计算运行成本。
[0025]
优选的，所述运行成本的计算式如下：
[0026][0027]
式中，c
ope
为运行成本，ω
esta
为变电站节点集合，ω
gsta
为配气站节点集合，ω
hsta
为配热站节点集合；
[0028]
sp
ie,ts
为第s季度第t小时在节点i处从变电站购入的能量，sp
ig,ts
为第s季度第t小时在节点i处从配气站购入的能量，sp
ih,ts
为第s季度第t小时在节点i处从配热站购入的能
量；
[0029]
λe为购电单价，λg为购气单价，λh为购热单价；
[0030]
ω
drp
为有需求响应潜力的电力节点集合，ω
drh
为有需求响应潜力的热力节点集合，ω
drc
为有需求响应潜力的冷力节点集合；
[0031]
p
idrp,ts
为第s季度第t小时在节点i处需求响应削减电功率，p
idrh,ts
为第s季度第t小时在节点i处需求响应削减热功率，p
idrc,ts
分别为第s季度第t小时在节点i处需求响应削减冷功率；
[0032]
μ
drp
为电需求响应的单位激励系数，μ
drh
为热需求响应的单位激励系数，μ
drc
为冷需求响应的单位激励系数。
[0033]
优选的，所述配电网约束，包括：
[0034]
节点电能平衡约束、配电线路容量约束、变电站出力约束和需求响应约束。
[0035]
优选的，所述节点电能平衡约束的计算式如下：
[0036][0037]
式中，为第s季度第t小时从节点i流到节点j的有功功率，为第s季度第t小时从节点i流到节点j的无功功率；
[0038]
为第s季度第t小时从节点i流到节点k的有功功率，为第s季度第t小时从节点i流到节点k的无功功率；
[0039]
sp
ie,ts
为第s季度第t小时从变电站注入节点i的有功功率，为第s季度第t小时从变电站注入节点i的无功功率；
[0040]
p
ienh,e,ts
为第s季度第t小时从能源转换设施注入节点i的有功功率，为第s季度第t小时从能源转换设施注入节点i的无功功率；
[0041]
lp
ie,ts
为第s季度第t小时节点i的有功负荷，为第s季度第t小时节点i的无功负荷；
[0042]
p
ie,ts
为第s季度第t小时从配电网输入到能源转换设施的有功功率，p
idg,ts
为第s季度第t小时分布式能源注入节点i的有功功率，p
ies,e,ts
为第s季度第t小时储能注入节点i的有功功率；
[0043]
p
idr,e,ts
为第s季度第t小时需求响应削减有功功率，为第s季度第t小时需求响应削减无功功率。
[0044]
优选的，所述能源转换设施约束，包括：
[0045]
能源转换设施冷热电气功率平衡约束和能源转换设施内设备容量约束。
[0046]
优选的，所述能源转换设施冷热电气功率平衡约束的计算式如下：
[0047][0048]
式中，p
ienh,e,ts
为第s季度第t小时从能源转换设施注入节点i的有功功率，p
ienh,g,ts
为第s季度第t小时能源转换设施注入节点i的天然气，p
ienh,h,ts
为第s季度第t小时能源转换设施注入节点i的热能；p
ienh,c,ts
为第s季度第t小时能源转换设施注入节点i的冷能；
[0049]
为节点i处燃气发电机组的气转电效率，为节点i处热电联产的气转电效率，为节点i处冷热电三联供的气转电效率，为节点i处电转气设备的电转气效率，为节点i处燃气锅炉的气转热效率，为节点i处热电联产的气转热效率，为节点i处冷热电三联供的气转热效率，为节点i处电采暖的电转热效率，为节点i处热泵的电转热效率，为节点i处电制冷的电转冷效率，为节点i处热泵的电转冷效率，为节点i处吸收式制冷机的热转冷效率，为节点i处冷热电三联供的气转冷效率；
[0050]
p
ig,gg,ts
为节点i处燃气发电机组第s季度第t小时输入天然气，p
ig,chp,ts
为节点i处热电联产第s季度第t小时输入天然气，p
ig,cchp,ts
为节点i处冷热电三联供第s季度第t小时输入天然气，p
ig,p2g,ts
为节点i处电转气设备第s季度第t小时输入电能，p
ig,gb,ts
为节点i处燃气锅炉第s季度第t小时输入天然气，p
ie,eh,ts
为节点i处电采暖第s季度第t小时输入电能，p
ie,hp,ts
为节点i处热泵第s季度第t小时输入电能，p
ie,ec,ts
为节点i处电制冷第s季度第t小时输入电能，p
ih,ac,ts
为节点i处吸收式制冷机第s季度第t小时输入热能，p
ig,cchp,ts
为节点i处冷热电三联供第s季度第t小时输入天然气；
[0051]
为节点i处该燃气发电机组是否建设的变量，为节点i处热电联产是否建设的变量，为节点i处冷热电三联供是否建设的变量，为节点i处电转气设备是否建设的变量，为节点i处燃气锅炉是否建设的变量，为节点i处电采暖是否建设的变量，为节点i处热泵是否建设的变量，为节点i处电制冷是否建设的变量，为节点i处吸收式制冷机是否建设的变量。
[0052]
优选的，所述储能约束的计算式如下：
[0053]
p
ies,n
＝p
iesout,n-p
iesin,n
[0054][0055]
[0056][0057][0058][0059][0060]
式中，n为时间段，n为一个调度周期时间段总数，以设定时长作为一个调度周期；
[0061]
p
ies,n
为节点i处储能的净放能功率，p
iesin,n
为节点i处储能的充能功率，p
iesout,n
为节点i处储能的放能功率，p
iesmax
为节点i处储能的最大放能功率；
[0062]
为节点i处储能在第n时刻的存储能量，为节点i处储能充能时的能量损失率，为节点i处储能在第
n
1时刻的储存能量，为节点i处储能在第0时刻的储存能量，为节点i处储能在第n时刻的储存能量；
[0063]
为标记节点i与节点j之间的分布式电源是否建设的变量，为标记节点i与节点j之间的储能是否建设的变量。
[0064]
基于同一发明构思，本发明还提供了一种能源互联网全环节协同规划系统，包括：
[0065]
参数获取模块和优化计算模块；
[0066]
所述参数获取模块，用于获取能源互联网规划所需的多个能源品种以及多个环节的参数；
[0067]
所述优化计算模块，用于将所述多个能源品种以及多个环节的参数带入预先构建的新能源互联网规划模型中，对所述能源互联网规划模型进行优化计算，得到能源互联网中各类待规划设备的建设情况，作为能源互联网的规划方案；
[0068]
其中，所述能源互联网规划模型以能源互联网中多个能源品种以及多个环节的投资成本和运行成本的总和最小为目标构建。
[0069]
优选的，所述能源互联网规划模型的构建，包括：
[0070]
以能源互联网中多个能源品种以及多个环节的投资成本和运行成本的总和最小为目标，构建能源互联网规划模型的目标函数；
[0071]
并构建如下约束条件：配电网约束、配气网约束、配热网约束、供冷约束、能源转换设施约束、分布式电源约束和储能约束；
[0072]
基于所述目标函数和约束条件构建能源互联网规划模型；其中，能源互联网中的多个能源品种至少包括下述中的一种或多种：电、热、冷和气，能源互联网中的多个环节至少包括下述中的一种或多种：生产、传输、消费和存储。
[0073]
优选的，所述目标函数的投资成本的计算式如下：
[0074][0075]
式中，c
inv
为投资成本，ω
el
为配电网的备选线路集合，ω
gl
为天然气子系统的备选
线路集合，ω
hl
为热力子系统的备选线路集合，ω
enh
为能源转换设施内备选设备集合；
[0076]
为标记配电网节点i与节点j之间的备选线路是否建设的变量，为标记天然气子系统节点i与节点j之间的备选线路是否建设的变量，为标记热力子系统节点i与节点j之间的备选线路是否建设的变量；
[0077]
为配电网节点i与节点j之间的备选线路的年均建设成本，为天然气子系统节点i与节点j之间的备选线路的年均建设成本，为热力子系统节点i与节点j之间的备选线路的年均建设成本；
[0078]
为标记能源转换设施内节点i与节点j之间的某种备选能源转换设备是否建设的变量；
[0079]
为标记节点i与节点j之间的各备选能源转换设备的年均建设成本，其中，备选能源转换设备包括：燃气发电机组、热电联产、冷热电三联供、燃气锅炉、电采暖、热泵、电制冷、吸收式制冷机和电转气设备；
[0080]
ω
dg
为分布式电源备选集合，ω
es
为储能备选集合；
[0081]
为标记节点i与节点j之间的分布式电源是否建设的变量，为标记节点i与节点j之间的储能是否建设的变量；
[0082]
为节点i与节点j之间对应的分布式电源的年均建设成本，为节点i与节点j之间的储能设备的年均建设成本。
[0083]
本发明还提供一种计算机设备，包括：一个或多个处理器；
[0084]
存储器，用于存储一个或多个程序；
[0085]
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如前所述的一种能源互联网全环节协同规划方法。
[0086]
本发明还提供.一种计算机可读存储介质，包括：
[0087]
其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如前所述的一种能源互联网全环节协同规划方法。
[0088]
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
[0089]
本发明提供了一种能源互联网全环节协同规划方法、系统、设备和介质，包括：获取能源互联网规划所需的多个能源品种以及多个环节的参数，将所述多个能源品种以及多个环节的参数带入预先构建的新能源互联网规划模型中，对所述能源互联网规划模型进行优化计算，得到能源互联网中各类待规划设备的建设情况，作为能源互联网的规划方案；其中，所述能源互联网规划模型以能源互联网中多个能源品种以及多个环节的投资成本和运行成本的总和最小为目标构建；本发明采用构建新能源互联网规划模型的方法，模型中考虑能源互联网规划所需的多个能源品种以及多个环节的参数，实现系统整体优化，同步规划不同能源品种的各个环节的能源设施，解决了能源互联网无法像传统电力系统进行规划的问题。
附图说明
[0090]
图1为本发明提供的一种能源互联网全环节协同规划方法流程示意图；
[0091]
图2为本发明提供的一种能源互联网全环节协同规划系统结构示意图。
具体实施方式
[0092]
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
[0093]
实施例1：
[0094]
本发明提供的一种能源互联网全环节协同规划方法流程示意图如图1所示，包括：
[0095]
步骤1：获取能源互联网规划所需的多个能源品种以及多个环节的参数；
[0096]
步骤2：将所述多个能源品种以及多个环节的参数带入预先构建的新能源互联网规划模型中，对所述能源互联网规划模型进行优化计算，得到能源互联网中各类待规划设备的建设情况，作为能源互联网的规划方案；
[0097]
其中，所述能源互联网规划模型以能源互联网中多个能源品种以及多个环节的投资成本和运行成本的总和最小为目标构建。
[0098]
具体的，步骤1之前，需要预先构建能源互联网化模型，具体流程如下：
[0099]
以能源互联网中多个能源品种以及多个环节的投资成本和运行成本的总和最小为目标，构建能源互联网规划模型的目标函数；
[0100]
并构建如下约束条件：配电网约束、配气网约束、配热网约束、供冷约束、能源转换设施约束、分布式电源约束和储能约束；
[0101]
基于所述目标函数和约束条件构建能源互联网规划模型；基于各能源品种的备选线路集合、各能源品种是否建设以及年平均建设成本的大小，计算投资成本；
[0102]
基于各能源品种的价格、各能源品种的购入量、各能源品种的需求响应、各能源品种需求响应削减功率以及各能源需求响应的单位激励系数，计算运行成本。
[0103]
所述投资成本c
inv
的计算式如下：
[0104][0105]
投资成本包括电、气、热子系统备选线路的年均建设成本，能源转换环节内备选设备的年均建设成本，以及分布式电源和储能设备的年均建设成本；
[0106]
式中，ω
el
为配电网的备选线路集合，ω
gl
为天然气子系统的备选线路集合，ω
hl
为热力子系统的备选线路集合，ω
enh
为能源转换设施内备选设备集合；
[0107]
为标记配电网节点i与节点j之间的备选线路是否建设的0-1变量，为标记天然气子系统节点i与节点j之间的备选线路是否建设的0-1变量，为标记热力子系统节点i与节点j之间的备选线路是否建设的0-1变量，取0为不建设，取1为建设；
[0108]
为配电网节点i与节点j之间的备选线路的年均建设成本，为天然气子系
统节点i与节点j之间的备选线路的年均建设成本，为热力子系统节点i与节点j之间的备选线路的年均建设成本；
[0109]
为标记能源转换设施内节点i与节点j之间的某种备选能源转换设备是否建设的0-1变量，取0为不建设，取1为建设；为标记节点i与节点j之间的各备选能源转换设备的年均建设成本，其中，备选能源转换设备包括：燃气发电机组、热电联产、冷热电三联供、燃气锅炉、电采暖、热泵、电制冷、吸收式制冷机和电转气设备；
[0110]
ω
dg
为分布式电源备选集合，ω
es
为储能备选集合；
[0111]
为标记节点i与节点j之间的分布式电源是否建设的0-1变量，为标记节点i与节点j之间的储能是否建设的0-1变量，取0为不建设，取1为建设；
[0112]
为节点i与节点j之间对应的分布式电源的年均建设成本，为节点i与节点j之间的储能设备的年均建设成本；
[0113]
所述运行成本c
ope
的计算式如下：
[0114][0115]
运行成本包括配电网的购电费用、配气网的购气费用、配热网的购热费用以及需求响应的激励成本；
[0116]
式中，ω
esta
为变电站节点集合，ω
gsta
为配气站节点集合，ω
hsta
为配热站节点集合；
[0117]
sp
ie,ts
为第s季度第t小时在节点i处从变电站购入的能量，sp
ig,ts
为第s季度第t小时在节点i处从配气站购入的能量，sp
ih,ts
为第s季度第t小时在节点i处从配热站购入的能量；
[0118]
λe为购电单价，λg为购气单价，λh为购热单价；
[0119]
ω
drp
为有需求响应潜力的电力节点集合，ω
drh
为有需求响应潜力的热力节点集合，ω
drc
为有需求响应潜力的冷力节点集合；
[0120]
p
idrp,ts
为第s季度第t小时在节点i处需求响应削减电功率，p
idrh,ts
为第s季度第t小时在节点i处需求响应削减热功率，p
idrc,ts
分别为第s季度第t小时在节点i处需求响应削减冷功率；
[0121]
μ
drp
为电需求响应的单位激励系数，μ
drh
为热需求响应的单位激励系数，μ
drc
为冷需求响应的单位激励系数。
[0122]
所述配电网约束，包括：节点电能平衡约束、配电线路容量约束、变电站出力约束和需求响应约束；
[0123]
所述节点电能平衡约束的计算式如下：
[0124][0125]
式中，为第s季度第t小时从节点i流到节点j的有功功率，为第s季度第t小时从节点i流到节点j的无功功率；
[0126]
为第s季度第t小时从节点i流到节点k的有功功率，为第s季度第t小时从节点i流到节点k的无功功率；
[0127]
sp
ie,ts
为为第s季度第t小时从变电站注入节点i的有功功率，为第s季度第t小时从变电站注入节点i的无功功率；
[0128]
p
ienh,e,ts
为第s季度第t小时从能源转换设施注入节点i的有功功率，为第s季度第t小时从能源转换设施注入节点i的无功功率；
[0129]
lp
ie,ts
为第s季度第t小时节点i的有功负荷，为第s季度第t小时节点i的无功负荷；
[0130]
p
ie,ts
为第s季度第t小时从配电网输入到能源转换设施的有功功率，p
idg,ts
为第s季度第t小时分布式能源注入节点i的有功功率，p
ies,e,ts
为第s季度第t小时储能注入节点i的有功功率；
[0131]
p
idr,e,ts
为第s季度第t小时需求响应削减有功功率，为第s季度第t小时需求响应削减无功功率。
[0132]
所述配电线路容量约束的计算式如下：
[0133][0134]
式中，为节点i与节点j之间备选线路的可承载的最大有功功率，为节点i与节点j之间备选线路的可承载的最大无功功率；
[0135]
为节点i与节点j之间备选线路的可承载的有功功率，为节点i与节点j之间备选线路的可承载的无功功率；
[0136]
为标记配电网节点i与节点j之间备选线路是否建设的0-1变量，取0为不建设，取1为建设。
[0137]
所述变电出力约束的计算式如下：
[0138][0139]
式中，sp
iemax
为节点i处变电站能输出的最大有功功率，为节点i处变电站能输出的最大无功功率；
[0140]
sp
ie,ts
为节点i处变电站能输出的有功功率，为节点i处变电站能输出的无功功率。
[0141]
所述需求响应约束的计算式如下：
[0142][0143]
式中，(p
idr,e,ts
)
max
为节点i处需求响应的最大有功功率，为节点i处需求响应的最大无功功率；
[0144]
p
idr,e,ts
为节点i处需求响应的有功功率，为节点i处需求响应的无功功率；
[0145]
所述配气网约束，包括：节点天然气平衡约束、配气管道容量约束和配气站出力约束；
[0146]
所述节点天然气平衡约束的计算式如下：
[0147][0148]
式中，为第s季度第t小时配气网管道从节点i到节点j之间配送的能量为第s季度第t小时配气网管道从节点i到节点k之间配送的能量；sp
ig,ts
为第s季度第t小时从配气站注入节点i的能量；p
ienh,g,ts
为第s季度第t小时能源转换设施注入节点i的天然气；p
ies,g,ts
为第s季度第t小时储能注入节点i的天然气；lp
ig,ts
为第s季度第t小时配气网节点i的气负荷；p
ig,ts
为第s季度第t小时从配气网输入到能源转换设施的天然气。
[0149]
所述配气管道容量约束的计算式如下：
[0150][0151]
式中，为配气管道ij能传输的最大能量。
[0152]
所述配气站出力约束的计算式如下：
[0153]
0≤sp
ig,ts
≤sp
igmax
[0154]
式中，sp
igmax
为配气站能注入节点i的最大能量。
[0155]
所述配热网约束，包括：节点热能平衡约束、配热管道容量约束、配热站出力约束和需求响应约束；
[0156]
所述节点热能平衡约束的计算式如下：
[0157][0158]
式中，为第s季度第t小时热网管道ik传输的热能；sp
ih,ts
为第s季度第t小时从配热站注入节点i的热能；p
ienh,h,ts
为第s季度第t小时能源转换设施注入节点i的热能；p
ies,h,ts
为第s季度第t小时储能注入节点i的热能；lp
ih,ts
为第s季度第t小时配热网节点i的热负荷；p
ih,ts
为第s季度第t小时从配热网输入到能源转换设施的热能；p
idr,h,ts
分别为第s季度第t小时需求响应削减热功率。
[0159]
所述配热管道容量约束的计算式如下：
[0160][0161]
式中，为配热管道ij能传输的最大热量。
[0162]
所述配热站出力约束的计算式如下：
[0163]
0≤sp
ih,ts
≤sp
ihmax
[0164]
式中，sp
ihmax
为节点i处的配热站能输出的最大热量。
[0165]
所述需求响应约束的计算式如下：
[0166]
0≤p
idr,h,ts
≤(p
idr,h,ts
)
max
[0167]
式中，(p
idr,h,ts
)
max
为节点i处需求响应的最大热功率。
[0168]
所述供冷约束，包括：节点冷能平衡约束和需求响应约束；
[0169]
所述节点冷能平衡约束的计算式如下：
[0170]
p
ienh,c,ts
p
ies,c,ts
＝lp
ic,ts-p
idr,c,ts
[0171]
式中，lp
ic,ts
为第s季度第t小时节点i的冷负荷；p
ienh,c,ts
为第s季度第t小时能源转换设施注入节点i的冷能；p
ies,c,ts
为第s季度第t小时储能注入节点i的冷能；p
idr,c,ts
为第s季度第t小时节点i的需求响应削减冷功率。
[0172]
所述需求响应约束的计算式如下：
[0173]
0≤p
idr,c,ts
≤(p
idr,c,ts
)
max
[0174]
式中，(p
idr,c,ts
)
max
为节点i处需求响应的最大热功率，p
idr,c,ts
为节点i处需求响应的热功率。
[0175]
所述能源转换设施约束，包括：能源转换设施冷热电气功率平衡约束和能源转换设施内设备容量约束；
[0176]
所述能源转换设施冷热电气功率平衡约束的计算式如下：
[0177][0178]
式中，p
ienh,e,ts
为第s季度第t小时从能源转换设施注入节点i的有功功率，p
ienh,g,ts
为第s季度第t小时能源转换设施注入节点i的天然气，p
ienh,h,ts
为第s季度第t小时能源转换设施注入节点i的热能；p
ienh,c,ts
为第s季度第t小时能源转换设施注入节点i的冷能；
[0179]
为节点i处燃气发电机组的气转电效率，为节点i处热电联产的气转电效率，为节点i处冷热电三联供的气转电效率，为节点i处电转气设备的电转气效率，为节点i处燃气锅炉的气转热效率，为节点i处热电联产的气转热效率，为节点i处冷热电三联供的气转热效率，为节点i处电采暖的电转热效率，为节点i
处热泵的电转热效率，为节点i处电制冷的电转冷效率，为节点i处热泵的电转冷效率，为节点i处吸收式制冷机的热转冷效率，为节点i处冷热电三联供的气转冷效率；
[0180]
p
ig,gg,ts
为节点i处燃气发电机组第s季度第t小时输入天然气，p
ig,chp,ts
为节点i处热电联产第s季度第t小时输入天然气，p
ig,cchp,ts
为节点i处冷热电三联供第s季度第t小时输入天然气，p
ig,p2g,ts
为节点i处电转气设备第s季度第t小时输入电能，p
ig,gb,ts
为节点i处燃气锅炉第s季度第t小时输入天然气，p
ie,eh,ts
为节点i处电采暖第s季度第t小时输入电能，p
ie,hp,ts
为节点i处热泵第s季度第t小时输入电能，p
ie,ec,ts
为节点i处电制冷第s季度第t小时输入电能，p
ih,ac,ts
为节点i处吸收式制冷机第s季度第t小时输入热能，p
ig,cchp,ts
为节点i处冷热电三联供第s季度第t小时输入天然气；
[0181]
为该燃气发电机组是否建设的0-1变量，为热电联产是否建设的0-1变量，为冷热电三联供是否建设的0-1变量，为电转气设备是否建设的0-1变量，为燃气锅炉是否建设的0-1变量，为电采暖是否建设的0-1变量，为热泵是否建设的0-1变量，为电制冷是否建设的0-1变量，为吸收式制冷机是否建设的0-1变量，取0不建设，取1建设。
[0182]
所述能源转换设施内设备容量约束的计算式如下：
[0183][0184]
式中，p
iggmax
为节点i处燃气发电设备的最大输出能量，p
ichpmax
为节点i处热电联产的最大输出能量，p
icchpmax
为节点i处冷热电三联供的最大输出能量，p
igbmax
为节点i处燃气轮机的最大输出能量，p
iehmax
为节点i处电采暖的最大输出能量，p
ihpmax
为节点i处热泵的最大输出能量，p
iecmax
为节点i处电制冷的最大输出能量，p
iacmax
为节点i处吸收式制冷的最大输出能量，p
ip2gmax
为节点i处电转气设备的最大输出能量。
[0185]
所述分布式电源约束的计算式如下：
[0186]
[0187]
式中，p
idgmax
为节点i处的分布式电源能输出的最大有功功率，为第s季度第t小时该分布式电源的出力系数。
[0188]
所述储能约束的计算式如下：
[0189]
p
ies,n
＝p
iesout,n-p
iesin,n
[0190][0191][0192][0193][0194][0195][0196]
式中，n为时间段，n为一个调度周期时间段总数，以设定时长作为一个调度周期；p
ies,n
为节点i处储能的净放能功率，p
iesin,n
为节点i处储能的充能功率，p
iesout,n
为节点i处储能的放能功率，p
iesmax
为节点i处储能的最大放能功率；为节点i处储能在第n时刻的存储能量，为节点i处储能充能时的能量损失率，为节点i处储能在第n 1时刻的储存能量，为节点i处储能在第0时刻的储存能量，为节点i处储能在第n时刻的储存能量；
[0197]
为标记节点i与节点j之间的分布式电源是否建设的0-1变量，为标记节点i与节点j之间的储能是否建设的0-1变量，取0为不建设，取1为建设。
[0198]
求解能源互联网数学优化模型；
[0199]
基于能源互联网模型的目标函数和约束条件，通过在gams等数学建模环境中进行程序编写，通过计算机优化计算，寻求满足所有约束条件、且使目标函数值最优的一组解，作为能源互联网的规划方案。
[0200]
步骤1包括：
[0201]
获取能源互联网规划所需的多个能源品种以及多个环节的参数；
[0202]
其中，能源互联网中的多个能源品种至少包括下述中的一种或多种：电、热、冷和气，能源互联网中的多个环节至少包括下述中的一种或多种：生产、传输、消费和存储；
[0203]
步骤2包括：
[0204]
将所述多个能源品种以及多个环节的参数带入预先构建的新能源互联网规划模型中，求解能源互联网数学优化模型；
[0205]
基于能源互联网模型的目标函数和约束条件，通过在gams等数学建模环境中进行程序编写，通过计算机优化计算，得到能源互联网中各类待规划设备的建设情况，寻求满足所有约束条件、且使目标函数值最优的一组解，作为能源互联网的规划方案。
[0206]
实施例2：
[0207]
基于同一发明构思，本发明拱了一种能源互联网全环节协同规划系统。
[0208]
该系统结构如图2所示，包括：
[0209]
参数获取模块和优化计算模块；
[0210]
其中，参数获取模块，用于获取能源互联网规划所需的多个能源品种以及多个环节的参数；
[0211]
优化计算模块，用于将所述多个能源品种以及多个环节的参数带入预先构建的新能源互联网规划模型中，对所述能源互联网规划模型进行优化计算，得到能源互联网中各类待规划设备的建设情况，作为能源互联网的规划方案；
[0212]
其中，所述能源互联网规划模型以能源互联网中多个能源品种以及多个环节的投资成本和运行成本的总和最小为目标构建。
[0213]
其中，所述能源互联网规划模型的构建，包括：
[0214]
以能源互联网中多个能源品种以及多个环节的投资成本和运行成本的总和最小为目标，构建能源互联网规划模型的目标函数；
[0215]
并构建如下约束条件：配电网约束、配气网约束、配热网约束、供冷约束、能源转换设施约束、分布式电源约束和储能约束；
[0216]
基于所述目标函数和约束条件构建能源互联网规划模型；其中，能源互联网中的多个能源品种至少包括下述中的一种或多种：电、热、冷和气，能源互联网中的多个环节至少包括下述中的一种或多种：生产、传输、消费和存储。
[0217]
其中，所述投资成本的计算，包括：
[0218]
基于各能源品种的备选线路集合、各能源品种是否建设以及年平均建设成本的大小，计算投资成本。
[0219]
其中，所述目标函数的投资成本的计算式如下：
[0220][0221]
式中，c
inv
为投资成本，ω
el
为配电网的备选线路集合，ω
gl
为天然气子系统的备选线路集合，ω
hl
为热力子系统的备选线路集合，ω
enh
为能源转换设施内备选设备集合；
[0222]
为标记配电网节点i与节点j之间的备选线路是否建设的变量，为标记天然气子系统节点i与节点j之间的备选线路是否建设的变量，为标记热力子系统节点i与节点j之间的备选线路是否建设的变量；
[0223]
为配电网节点i与节点j之间的备选线路的年均建设成本，为天然气子系统节点i与节点j之间的备选线路的年均建设成本，为热力子系统节点i与节点j之间的备选线路的年均建设成本；
[0224]
为标记能源转换设施内节点i与节点j之间的某种备选能源转换设备是否建设的变量；
[0225]
为标记节点i与节点j之间的各备选能源转换设备的年均建设成本，其中，备
选能源转换设备包括：燃气发电机组、热电联产、冷热电三联供、燃气锅炉、电采暖、热泵、电制冷、吸收式制冷机和电转气设备；
[0226]
ω
dg
为分布式电源备选集合，ω
es
为储能备选集合；
[0227]
为标记节点i与节点j之间的分布式电源是否建设的变量，为标记节点i与节点j之间的储能是否建设的变量；
[0228]
为节点i与节点j之间对应的分布式电源的年均建设成本，为节点i与节点j之间的储能设备的年均建设成本。
[0229]
其中，所述运行成本的计算，包括：
[0230]
基于各能源品种的价格、各能源品种的购入量、各能源品种的需求响应、各能源品种需求响应削减功率以及各能源需求响应的单位激励系数，计算运行成本。
[0231]
其中，所述运行成本的计算式如下：
[0232][0233]
式中，c
ope
为运行成本，ω
esta
为变电站节点集合，ω
gsta
为配气站节点集合，ω
hsta
为配热站节点集合；
[0234]
sp
ie,ts
为第s季度第t小时在节点i处从变电站购入的能量，sp
ig,ts
为第s季度第t小时在节点i处从配气站购入的能量，sp
ih,ts
为第s季度第t小时在节点i处从配热站购入的能量；
[0235]
λe为购电单价，λg为购气单价，λh为购热单价；
[0236]
ω
drp
为有需求响应潜力的电力节点集合，ω
drh
为有需求响应潜力的热力节点集合，ω
drc
为有需求响应潜力的冷力节点集合；
[0237]
p
idrp,ts
为第s季度第t小时在节点i处需求响应削减电功率，p
idrh,ts
为第s季度第t小时在节点i处需求响应削减热功率，p
idrc,ts
分别为第s季度第t小时在节点i处需求响应削减冷功率；
[0238]
μ
drp
为电需求响应的单位激励系数，μ
drh
为热需求响应的单位激励系数，μ
drc
为冷需求响应的单位激励系数。
[0239]
其中，所述配电网约束，包括：
[0240]
节点电能平衡约束、配电线路容量约束、变电站出力约束和需求响应约束。
[0241]
其中，所述节点电能平衡约束的计算式如下：
[0242][0243]
式中，为第s季度第t小时从节点i流到节点j的有功功率，为第s季度第t小时从节点i流到节点j的无功功率；
[0244]
为第s季度第t小时从节点i流到节点k的有功功率，为第s季度第t小时从节点i流到节点k的无功功率；
[0245]
sp
ie,ts
为第s季度第t小时从变电站注入节点i的有功功率，为第s季度第t小时从变电站注入节点i的无功功率；
[0246]
p
ienh,e,ts
为第s季度第t小时从能源转换设施注入节点i的有功功率，为第s季度第t小时从能源转换设施注入节点i的无功功率；
[0247]
lp
ie,ts
为第s季度第t小时节点i的有功负荷，为第s季度第t小时节点i的无功负荷；
[0248]
p
ie,ts
为第s季度第t小时从配电网输入到能源转换设施的有功功率，p
idg,ts
为第s季度第t小时分布式能源注入节点i的有功功率，p
ies,e,ts
为第s季度第t小时储能注入节点i的有功功率；
[0249]
p
idr,e,ts
为第s季度第t小时需求响应削减有功功率，为第s季度第t小时需求响应削减无功功率；
[0250]
其中，所述能源转换设施约束，包括：
[0251]
能源转换设施冷热电气功率平衡约束和能源转换设施内设备容量约束。
[0252]
其中，所述能源转换设施冷热电气功率平衡约束的计算式如下：
[0253][0254]
式中，p
ienh,e,ts
为第s季度第t小时从能源转换设施注入节点i的有功功率，p
ienh,g,ts
为第s季度第t小时能源转换设施注入节点i的天然气，p
ienh,h,ts
为第s季度第t小时能源转换设施注入节点i的热能；p
ienh,c,ts
为第s季度第t小时能源转换设施注入节点i的冷能；
[0255]
为节点i处燃气发电机组的气转电效率，为节点i处热电联产的气转电效率，为节点i处冷热电三联供的气转电效率，为节点i处电转气设备的电转气效率，为节点i处燃气锅炉的气转热效率，为节点i处热电联产的气转热效率，为节点i处冷热电三联供的气转热效率，为节点i处电采暖的电转热效率，为节点i处热泵的电转热效率，为节点i处电制冷的电转冷效率，为节点i处热泵的电转冷效率，为节点i处吸收式制冷机的热转冷效率，为节点i处冷热电三联供的气转冷效率；
[0256]
p
ig,gg,ts
为节点i处燃气发电机组第s季度第t小时输入天然气，p
ig,chp,ts
为节点i处
热电联产第s季度第t小时输入天然气，p
ig,cchp,ts
为节点i处冷热电三联供第s季度第t小时输入天然气，p
ig,p2g,ts
为节点i处电转气设备第s季度第t小时输入电能，p
ig,gb,ts
为节点i处燃气锅炉第s季度第t小时输入天然气，p
ie,eh,ts
为节点i处电采暖第s季度第t小时输入电能，p
ie,hp,ts
为节点i处热泵第s季度第t小时输入电能，p
ie,ec,ts
为节点i处电制冷第s季度第t小时输入电能，p
ih,ac,ts
为节点i处吸收式制冷机第s季度第t小时输入热能，p
ig,cchp,ts
为节点i处冷热电三联供第s季度第t小时输入天然气；
[0257]
为节点i处该燃气发电机组是否建设的变量，为节点i处热电联产是否建设的变量，为节点i处冷热电三联供是否建设的变量，为节点i处电转气设备是否建设的变量，为节点i处燃气锅炉是否建设的变量，为节点i处电采暖是否建设的变量，为节点i处热泵是否建设的变量，为节点i处电制冷是否建设的变量，为节点i处吸收式制冷机是否建设的变量。
[0258]
其中，所述储能约束的计算式如下：
[0259]
p
ies,n
＝p
iesout,n-p
iesin,n
[0260][0261][0262][0263][0264][0265][0266]
式中，n为时间段，n为一个调度周期时间段总数，以设定时长作为一个调度周期；
[0267]
p
ies,n
为节点i处储能的净放能功率，p
iesin,n
为节点i处储能的充能功率，p
iesout,n
为节点i处储能的放能功率，p
iesmax
为节点i处储能的最大放能功率；
[0268]
为节点i处储能在第n时刻的存储能量，为节点i处储能充能时的能量损失率，为节点i处储能在第n 1时刻的储存能量，为节点i处储能在第0时刻的储存能量，为节点i处储能在第n时刻的储存能量；
[0269]
为标记节点i与节点j之间的分布式电源是否建设的变量，为标记节点i与节点j之间的储能是否建设的变量。
[0270]
实施例3：
[0271]
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor、dsp)、专用集成电路(application specificintegrated circuit，asic)、现成
可编程门阵列(field-programmable gatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例中一种能源互联网全环节协同规划方法的步骤。
[0272]
实施例4：
[0273]
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速ram存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中一种能源互联网全环节协同规划方法的步骤。
[0274]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0275]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0276]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0277]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。