(19)中华 人民共和国 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 202111498622.8 (22)申请日 2021.12.09 (71)申请人 国网辽宁省电力有限公司经济技 术 研究院 地址 110015 辽宁省沈阳市沈河区文 萃路 183-1号 申请人 国网辽宁省电力有限公司 　 国家电网有限公司 (72)发明人 潘霄　张明理　赵琳　陈良　张娜　 宋卓然　高靖　吕旭明　程孟增　 吉星　商文颖　侯依昕　杨朔　 杨博　刘禹彤　满林坤　徐熙林　 杨海峰　杨方圆　刘凯　李金起　 王宗元　 (74)专利代理 机构 西安弘理专利事务所 61214 代理人 王丹(51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) H02J 3/00(2006.01) H02J 3/14(2006.01) H02J 3/32(2006.01) H02J 3/38(2006.01) H02J 3/46(2006.01) (54)发明名称 计及新能源消纳成本最优的多源荷互补规 划方法 (57)摘要 本发明公开了计及新能源消纳成本最优的 多源荷互补规划方法， 包括建立了计及新能源消 纳成本的上层规划 ‑下层运行的多源荷双层规划 模型、 建立了含多源荷系统的能源集线器结构 模 型， 确定了系统内设备的耦合关系， 并在多能源 系统规划中考虑电力市场出清机制， 解决了当前 多源荷系统规划 中难以平衡经济成本与环境保 护的冲突， 以及多源荷系统规划中能源与 负荷动 态价格对经济效益影响的问题。 采用本发明方法 可以有效降低规划总成本， 促进含高比例的新能 源消纳， 提高系统多能源利用效率。 同时降低温 室气体CO2的排放， 实现环境价值。 具有方法科学 合理， 适用性强， 效果好， 能够提高多源荷系统智 能规划效率， 降低能源生产利用产生的环境危害 的优点。 权利要求书4页 说明书13页 附图5页 CN 114372609 A 2022.04.19 CN 114372609 A 1.计及新能源消纳成本最优的多源荷互补规划方法， 其特征在于， 具体按照以下步骤 实施： 步骤1、 构建双层规划模型： 考虑多能源系统投资与运行成本的多能源系统年净现值成 本构建上层规划模型， 结合多能源系统中含新能源消纳成本与 环境成本的运营净收益构建 下层规划模型， 上层规划模型将规划得出 的各类机组规划 容量传递给下层运行模型， 下层 规划模型模拟多能源系统的整体运行调度情况， 并计及电力 市场出清机制， 得到 收益返回 给上层规划模型； 步骤2、 计算各类机组规划容量： 根据上层规划参与主体、 上层规划源荷 设备特性， 以多 能源系统年净现值成本最小为目标构建年净现值成本函数及约束 条件， 并计算各类机组规 划容量； 步骤3、 计算下层 收益： 将各类机组规划容量传递给下层运行模型， 结合下层规划参与 主体、 电力 市场出清收益， 以运营收益最大为 目标构建下层规划模型 的运营效益函数及约 束条件， 并计算 最优收益； 步骤4、 将最优收益返回给上层规划模型， 修正多源荷系统规划年的净现值成本后， 返 回步骤2， 进行迭代， 达 到迭代终止条件后， 输出 各类机组规划容 量和最优收益。 2.根据权利要求1所述计及新 能源消纳成本最优的多源荷互补规划方法， 其特征在于， 步骤2具体过程 为： 步骤2.1、 确定上层规划参与主体为上层规划投资主体、 上层规划运行主体； 步骤2.2、 确定上层规划源荷设备包括产能单元、 储能单元、 用能单元， 根据上层规划源 荷设备的耗用量以及源 ‑荷设备的不确定性， 构建约束条件； 步骤2.3、 以多能源系统年净现值成本最小为目标构建年净现值成本函数： 式中， CNPC为多源荷系统规划层净现值成本； Cinv为多源荷系统规划层设备投资成本； 为系统规划层各设备单位投资成本； Capi为各个设备的建设容量； f为等年值系数； r为 基准折现率； Y为 规划期年限； Cope为多源荷系统待规划元件的年 运营收益。 3.根据权利要求2所述计及新 能源消纳成本最优的多源荷互补规划方法， 其特征在于， 步骤2.2所述根据上层规划源荷设备的耗用量以及 源‑荷设备的不确定性， 构建约束 条件具 体为： (a)产能单 元模型为： 产能单元包括风机、 光伏、 燃气轮机机组、 热电联产机组、 燃气锅炉， 产能单元模型表示 为：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114372609 A 2式中： Pele为风机、 光伏出力之和； Sgas为储气装置变化量； 分别 为燃气轮机 机组、 热电联产机组、 燃气锅炉总耗气量； (b)储能单 元模型为： 储能单元包括蓄电池、 储热、 储气模块， 储能单元在t时刻的出力与该时刻的剩余电量、 前一时刻的剩余电量、 每小时的电量衰减量有关， 储能单 元的模型表示 为： S＝[Sele,Sheat,Sgas]T   (2) 式中： Sele、 Sheat、 Sheat分别为储电、 储热、 储气装置变化 量； (c)用能单 元模型为： 用能单元包括电负荷、 热负荷、 气负荷 及与电网交 互电量， 用能单 元的模型表示 为： D＝[Dele,Dheat,Dgas]T   (3) 式中： Dele为电负荷与电网交 互电量之和， Dheat、 Dgas分别为热负荷、 气负荷变化 量； 产能单元、 储能单 元、 用能单 元间的耦合关系如式(4)所示： 式中： 为热电联产机组电、 热转化效率； 分别为燃气轮机机组、 燃气锅炉的转 化效率； Hgas为天然气低热值； (d)源‑荷设备的不确定性模型： 结合源荷侧的设备 出力的波动性与不确定性， 故搭建源荷不确定性模型， 表示 为： 式中： Pfi(t)为源侧与负荷侧设备根据 历史数据预测的功率值； ΔPu(t)、 ΔPv(t)分别为 源侧或负荷侧出力波动的上、 下限， ui(t)、 vi(t)分别为相应变化范围的二元整型变量， 当ui (t)＝1或(ui(t)＝0)时， 源侧或荷侧处于不确定性的上限(或下限 )时， 此时vi(t)＝0(或vi (t)＝1)； 分别为波动范围上限的最 值； 为波动范围下限的最 值； (e)约束条件 约束条件包括安装设备容量约束、 负荷功率平衡约束、 设备运行上下限约束、 储电/热 装置约束及售电功率约束： 1)安装设备容 量约束： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114372609 A 3