(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 202210853116.4 (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 山东建筑大学 地址 250101 山东省济南市历城区临港开 发区凤鸣路10 00号 申请人 国网能源研究院有限公司 (72)发明人 严毅　田崇翼　王瑞琪　王学睿　 吴俊龙　孔维政　汤芳　吴潇雨　 吴恒天　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 李琳 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 面向乡村建筑的综合能源系统的运行优化 方法及系统 (57)摘要 本发明属于能源优化领域， 提供了面向乡村 建筑的综合能源系统的运行优化方法及系统， 以 冷热电联供作为综合能源系统的基础， 结合乡村 地区的用能特征及乡村地区典型的资源， 以蓄电 池作为储能装置， 构建一套具有乡村供能特色的 综合能源系统； 以经济性以及环保性指标作为系 统的目标函数， 以综合能源系统的能量平衡为约 束关系， 对综合能源系统关键设备的容量进行配 置； 将综合能源系统关键设备容量配置结果作为 约束， 将乡村建筑典型日冷热电负荷数据作为基 础， 以内燃发电机组的逐时出力作为优化变量， 进行多级优化得到综合能源系统运行控制策略， 实现系统的经济性及环保性 最优。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 115169928 A 2022.10.11 CN 115169928 A 1.面向乡村建筑的综合能源系统的运行优化方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 以冷热电联供作为综合 能源系统 的基础， 结合乡村地区的用能特征及乡村地 区典型的 资源， 以蓄电池作为储能装置， 构建一套具有乡村供能特色的综合能源系统； 以经济性以及环保性指标作为系统的目标函数， 以综合 能源系统 的能量平衡为约束关 系， 对综合能源系统关键设备的容 量进行配置； 将综合能源系统关键设备容量配置结果作为约束， 将乡村建筑典型 日冷热电负荷数据 作为基础， 以内燃发电机组的逐时出力作为优化变量， 进行多级优化得到综合能源系统运 行控制策略。 2.如权利要求1所述的面向乡村建筑的综合 能源系统 的运行优化方法， 其特征在于， 所 述以经济性以及环保性指标作为系统的目标函数， 表达式为： 其中， 为年总成本节约率； Cy为分供系统的年总成本， 为综合能源系统的年总 成本， 年总成本包括设备的年均购置成本、 运维成本以及运行能耗成本； 其中， 为年CO2减排率， 为分供系统的年CO2排放总量， 为综合 能源系统的年CO2排 放总量。 3.如权利要求1所述的面向乡村建筑的综合 能源系统 的运行优化方法， 其特征在于， 配 置的综合能源系统关键设备容量包括光伏发电机 组的容量CPV、 风力发电机 组的容量CWT、 蓄 电池的容量Cbattery、 内燃发电机组的容量Cice、 空气源热泵的容量Cashp以及生物质气设备的 容量Cgas。 4.如权利要求1所述的面向乡村建筑的综合 能源系统 的运行优化方法， 其特征在于， 所 述将综合能源系统关键 设备容量配置结果作为约束， 将乡村建筑典型日冷热电负荷数据作 为基础， 以内燃发电机组的逐时出力作为优化变量， 进行多级优化得到综合能源系统运行 控制策略， 具体包括： 结合关键设备容量配置结果和乡村建筑典型日冷热电负荷数据计算可再生能源的发 电； 判断可再生能源发电是否满足电负荷需求， 若满足， 将多余电量向蓄电池充电， 将充电 后的剩余电量向电网售电， 否则和内燃发电机组的容量进行比较， 超过则采用内燃发电机 组满负荷发电， 否则进 行内燃发电或机组发电， 最终判断余热量是否满足冷热负荷需求， 满 足则完成优化， 否则由燃气锅炉补充冷热负荷差额部分。 5.如权利要求4所述的面向乡村建筑的综合 能源系统 的运行优化方法， 其特征在于， 若 采用内燃发电机组满负荷发电后， 判断电负荷差额是否超过电池剩余电量， 超过则电池完 全放电并判断是否存在电负荷差额， 若存在， 向电网购电， 否则电池部分放电。 6.如权利要求1所述的面向乡村建筑的综合 能源系统 的运行优化方法， 其特征在于， 所 述以综合能源系统的能量平衡为约束关系， 表达式如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115169928 A 2其中， PWT为风力发电机组的发电量， PPV为光伏发电机组的发电量， PICE为内燃发电机组 的发电量， Pgrid为综合能源系统从电网的购/售电量， 正值表示购电， 负值表示售电； 为 空气源热泵的耗电量； PBattery为蓄电池的充/放电量； Pload为乡村居民的电负荷； 为空气 源热泵输出的制冷/热量， QAC为吸收式制冷机输出的制冷量， Qcool和Qheat为乡村建筑的冷热 电负荷； QBoiler为燃气锅炉输出的热量， Qre为内燃发电机组的余热量。 7.面向乡村建筑的综合能源系统的运行优化系统， 其特 征在于， 包括： 综合能源系统构建模块， 用于以冷热电联供作为综合能源系统的基础， 结合乡村地区 的用能特征及乡村地区典型 的资源， 以蓄电池作为储能装置， 构建一套具有乡村供能特色 的综合能源系统； 关键设备容量配置模块， 用于以经济性以及环保性指标作为系统的目标函数， 以综合 能源系统的能量平衡为约束关系， 对综合能源系统关键设备的容 量进行配置； 运行调度优化模块， 用于将综合能源系统关键设备容量配置结果作为约束， 将乡村建 筑典型日冷热电负荷数据作为基础， 以内燃发电机组的逐时出力作为优化变量， 进行多级 优化得到综合能源系统运行控制策略。 8.如权利要求7所述的面向乡村建筑的综合 能源系统 的运行优化系统， 其特征在于， 所 述将综合能源系统关键 设备容量配置结果作为约束， 将乡村建筑典型日冷热电负荷数据作 为基础， 以内燃发电机组的逐时出力作为优化变量， 进行多级优化得到综合能源系统运行 控制策略， 具体包括： 结合关键设备容量配置结果和乡村建筑典型日冷热电负荷数据计算可再生能源的发 电； 判断可再生能源发电是否满足电负荷需求， 若满足， 将多余电量向蓄电池充电， 将充电 后的剩余电量向电网售电， 否则和内燃发电机组的容量进行比较， 超过则采用内燃发电机 组满负荷发电， 否则进 行内燃发电或机组发电， 最终判断余热量是否满足冷热负荷需求， 满 足则完成优化， 否则由燃气锅炉补充冷热负荷差额部分。 9.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该程序被处理器执 行时实现如权利要求1 ‑6中任一项 所述的面向乡村 建筑的综合能源系统的运行优化方法中 的步骤。 10.一种计算机设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计 算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求 1‑6中任一项 所述的面 向乡村建筑的综合能源系统的运行优化方法中的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115169928 A 3