(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210908543.8 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 武汉大学 地址 430072 湖北省武汉市武昌区珞珈山 申请人 国网天津市电力公司 (72)发明人 胡志坚　陈志　王剑锋　项添春　 李天格　刘盛辉　龚庆武　刘妍　 胡号　金尧　马世乾　王天昊　 王坤　李野　赵晨阳　 (74)专利代理 机构 武汉智权专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 42225 专利代理师 马丽娜 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种园区综合能源系统的鲁棒 规划方法 (57)摘要 本发明涉及一种园区综合能源系统的鲁棒 规划方法， 其包括步骤： 构建考虑PIES建设时序 性的多阶段规划模型并基于对PIES的典型物理 架构建模确定PIES中能量生产、 能量转换以及能 量储存设备的设备数字模型； 在PIES中引入阶梯 碳交易并确定PIES的无偿碳排放额并构建阶梯 碳交易费用的计算模型； 采用盒式不确定集描述 PIES的源荷不确定性并在所述多阶段规划模型 基础上建立考虑阶梯碳交易与源荷不确定性的 PIES鲁棒多阶段规划模型； 对所述PIES鲁棒多阶 段规划模型进行对偶和线性化处理得到混合整 数线性规划模 型， 并对混合整数线性规划模型进 行求解获取PIES的鲁棒规划方案。 考虑PIES建设 时序的规划问题和源荷不确定性因素， 可充分发 挥PIES的优势。 权利要求书11页 说明书20页 附图7页 CN 115310797 A 2022.11.08 CN 115310797 A 1.一种园区综合能源系统的鲁棒 规划方法， 其特 征在于， 其包括 步骤： 构建考虑PIES建设时序性的多阶段规划模型并基于对PIES的典型物理架构建模确定 PIES中能量生产、 能量转换以及能量储存设备的设备数字模型， 其中， 所述多阶段规划模 型 用于根据所述设备数字模型以及阶段与阶段之间的关联性决策出各个规划阶段 的候选设 备配置； 在PIES中引 入阶梯碳交易并确定PIES的无偿碳排放额并构建阶梯碳交易费用的计算 模型； 采用盒式不确定集描述PIES的源荷不确定性并在所述多阶段规划模型基础上建立考 虑阶梯碳交易与源荷不确定性的PIES鲁棒多阶段规划模型； 对所述PIES鲁棒多阶段规划模型进行对偶和线性化处理得到混合整数线性规划模型， 并对混合整数线性 规划模型进行求 解获取PIES的鲁棒 规划方案 。 2.如权利要求1所述的一种园区综合 能源系统 的鲁棒规划方法， 其特征在于， 所述构建 考虑PIES建 设时序性的多阶段规划模型， 包括 步骤： 将待配置设备的最短寿命年限作为所述多阶段规划模型的规划周期的取值； 根据规划周期内最大负荷水平的变化情况决定所述多阶段规划模型的规划阶段 数目； 设置约束条件使前面规划阶段的方案与后续规划阶段相关联且当前规划阶段的决策 结果与前面所有规划阶段相关； 以全寿命周期成本最小为目标并结合所述约束条件决策出各个规划阶段的候选设备 配置。 3.如权利要求2所述的一种园区综合 能源系统 的鲁棒规划方法， 其特征在于， 所述以全 寿命周期成本最小为目标并结合所述约束 条件决策出各个规划阶段的候选 设备配置， 包括 步骤： 使当前规划阶段的方案满足当前规划阶段的负荷增长需求； 基于之前所有规划阶段的设备投资建设情况对当前规划阶段的候选设备进行配置直 至决策出所有规划阶段的候选设备配置 。 4.如权利要求3所述的一种园区综合 能源系统 的鲁棒规划方法， 其特征在于， 所述基于 对PIES的典型物理架构建模确定PIES中能量生产、 能量转换以及能量储存设备的设备数字 模型， 包括 步骤： 基于能量枢纽E H模型将PIES等效为 一个涵盖多种能源形式输入和输出的双端口网络； 确定PIES的能量生产、 能量转换以及能量储存设备， 其中， 能量生产设备为光伏PV设 备， 能量转换设备包括电转气P2G设备、 电锅炉EB设备、 热电联产CHP设备以及燃气锅炉GB设 备， 能量储 存设备包括电储ES设备、 热储TS设备、 气储GS设备； 对PIES的能量生产、 能量转换以及能量储存设备进行数字建模并获取各设备的数字模 型， 且所述各设备的数字模型包括： PV设备的数 学模型， 其表示 为： 其中， PPV(t)表示PV设备在t时刻的输出电功率， 表示PV设备输出电功率的上限， 由 设备的额定容 量所决定；权　利　要　求　书 1/11 页 2 CN 115310797 A 2P2G设备的数 学模型， 其表示 为： 其中， GP2G(t)、 gP2G(t)分别表示t时刻P2G设备输出的天然气功率、 输出的天然气流量， ηP2G表示P2G设备的能量转换效率， PP2G(t)表示t时刻输入P2G设备的电功率； Q表示天然气低 热值， 表示输入P2G 设备的电功率上限， 由设备的额定容 量确定； EB设备的数 学模型， 其表示 为： 其中， HEB(t)表示EB设备t时刻输出的热功率， PEB(t)表示t时刻输入EB设备的电功率， ηEB表示EB设备的能量转换效率， 表示输入EB设备的电功率上限， 由设备的额定容量确 定； CHP设备的数 学模型， 其表示 为： 其中， HCHP(t)、 ηCHP,h分别表示CHP设备t时刻输出的热功率以及设备的热转换效率， PCHP (t)、 ηCHP,e分别表示CHP设备t时刻输出的电功率以及设备的电转换效率， GCHP(t)表示t时刻 输入CHP设备的天然气功率， 其取值单位与电功率的取值单位一致， 根据天然气低热值Q进 行转化， 表示输入CHP设备的天然气功率上限， 由设备的额定容量确定， ΔGCHP、 分 别表示CHP设备的最大、 最小爬坡率； GB设备的数 学模型， 其表示 为： 其中， HGB(t)表示GB设备t时刻输出的热功率； ηGB表示GB设备的能量转换效率， GGB(t)表 示t时刻输入GB设备的天然气功 率， 其取值单位与电功 率的取值单位一致， 根据天然气低热 值Q进行转化， 表示输入GB设备的天然气功率上限， 由GB设备的额定容量确定， ΔGGB、 分别表示GB设备的最大、 最小爬坡率； 所述ES、 TS以及HS设备的数 学模型， 其表示 为：权　利　要　求　书 2/11 页 3 CN 115310797 A 3