(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 202111574564.2 (22)申请日 2021.12.21 (71)申请人 中国建筑上海设计 研究院有限公司 地址 200063 上海市普陀区云岭东路245号 1层、 3层-17层 (72)发明人 赵鉴　韩瑞端　赵润青　王春　 (74)专利代理 机构 西安科果 果知识产权代理事 务所(普通 合伙) 6123 3 代理人 李英俊 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06N 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种多能互补微网系统的综合年化成本计 算方法 (57)摘要 本发明公开了一种多能互补微网系统的综 合年化成本计算方法， 对系统内各变量进行约 束， 以系统的综合年化成本最小值为目标， 综合 考虑系统内电 ‑热‑冷多种负荷功率平 衡， 在粒子 群算法的基础之上引入二次限制， 将系统 内超出 限值的设备出力重新拉回约束边界内， 动态优化 系统内设备出力的缩减系数， 避免因系统 内部功 率平衡导致的设备超限问题。 将遗传算法、 粒子 群算法和本发明的算法应用到多能互补微网系 统， 对比分析了不同场景下的设备出力和综合年 化成本， 结果表明本发明具有有效性和普遍适用 性。 权利要求书3页 说明书10页 附图4页 CN 114418309 A 2022.04.29 CN 114418309 A 1.一种多能互补微网系统的综合 年化成本计算方法， 其特 征在于， 包括以下操作： 1)基于多能互补微网系统内各设备的功率构建作为粒子群算法输入的矩阵， 矩阵中一 种功率为一个元素， 元素中包括以各设备出力功 率表示各粒子初始 位置的X， 和表示粒子初 始寻优速度的V； 每个设备均有n个初始粒子去分别寻优， 通过不断迭代取 各设备n个粒子中的最优解； 将系统中各个设备的出力限制以及功率平衡限制作为约束条件添加在寻优过程中， 以 多能互补微网系统的综合 年化成本为粒子群算法目标函数进行优化； 2)随机初始化粒子群后按下式进行迭代优化： 式中ω为惯性因子， c1和c2为加速常数， rand1和rand2为区间[0,1]之间的随机数， P1,d1 和P1,d2分别为局部最优解以及全局最优解； 优化中计算各粒子群适应值并实时更新局部最优解、 全局最优解以及各粒子的位置与 速度； 所述各粒子群适应值的是计算粒子群的目标函数， 在每次各粒子位置与速度变化后均 要计算各 粒子群适应值， 之后通过比较选取其中最优值 为各粒子群适应值； 局部最优是各设备的运行成本在每次迭代的过程中将各个时段各设备独立运行成本 降至最低； 全局最优指是 各设备运行时将所有时段综合 考虑得出综合年化成本最优值； 4)每次迭代完成后检验各设备是否超出限值， 若超出限值将采用下式将其拉回限值 内： Pk,i,t为场景i下t时刻设备k的原功率， P ′k,i,t为场景i下t时刻设备k的拉回修正功率； Pk,max为设备k的上限功率； σk为设备k的缩 减系数； 5)在达到最大迭代次数m之后， 若此时的系统各负荷满足平衡时， 则将最后的局部最优 作为系统各设备的最优功率， 将全局最优作为多能互补微网系统的综合 年化成本最优值。 2.如权利要求1所述的多能互补微网系统 的综合年化成本计算方法， 其特征在于， 由多 能互补微网系统内各设备的功率构建的矩阵为： P＝[X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9,X10]； 其中X1,X2,…,X10分别为系统与电网交换功率、 风电出力、 光伏出力、 热电联供机组出 力、 燃气轮机组出力、 电制冷机功率、 吸 收式制冷机功率、 蓄电池、 热储、 冷储； 所述多能互补微网系统的综合 年化成本为： C＝C1+C2    (1)权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114418309 A 2式中： C为综合 年化成本； C1为年运营成本； C2为年投资成本； Vl为设备l的容量； cl为设备l的单位容量投资成本； α为贴现率； N为该系统内所有设备 的个数； M为场景数目； τl为第l个设备工作的生命周期； Xj为第j个场景出现的概率； C2j为第 j个场景下系统的运营成本； 式中T为一天中的24个时段； Z为能源形式； AZ,j,t为能源Z在场景j下第 t时刻所消耗的能 量； 为场景j下第t时刻系统向电网所输入功率； eZ,j,t为在场景j下的第t时刻能源Z的价 格； PG,j,t为在场景j下第t 时刻的售电电价； Pk,j,t为在场景j下第t时刻第k个设备所发出 的 功率； β 为二 氧化碳的处理成本； αk为第k个设备的成本维护系数； δj为第j个场景下二 氧化碳 的排放量。 3.如权利要求1或2所述的多能互补微网系统的综合年化成本计算方法， 其特征在于， 所述约束条件 包括： 电平衡： 式中Pe,i,t为场景i下t时刻系统的电负荷需求； Pg,i,t为场景i下t时刻向电网购电功率； PPV,i,t、 PWT,i,t分别为场景i下t时刻光伏出力与风机 出力； P″BT,i,t、 P′BT,i,t分别为场景i下t时 刻蓄电池充放电量； Eexp i,t为场景i下第t时刻系统向电网所输入功率， PEC,i,t为场景i下t时 刻电制冷机输入功率； η1为热电联供机组发电效率； μ为天然气分配系数； Fgas,i,t为场景i下t 时刻系统耗气量； 热平衡： Ph,i,t＝ η2η3Fgas,i,t+ η4(1‑μ )Fgas,i,t‑QAC,i,t+Q'HS,i,t‑Q”HS,i,t    (5) 式中Ph,i,t为场景i下t时刻系统的热负荷需求； η2、 η3、 η4分别为余热锅炉效率、 热电联供 机组制热效率以及燃气锅炉效率； Q ”HS,it、 Q'HS,i,t分别为场景i下t时刻热储的充放量； QAC,i,t 为场景i下t时刻吸 收式制冷机 输入热功率； 冷平衡： Pc,i,t＝ η5PEC,i,t+ η6QAC,i,t+Q'CS,i,t‑Q″CS,i,t    (6) 式中Pc,i,t为场景i下t时刻系统的冷负荷需求； η5、 η6分别为热电联供机组的发电效率与 制热效率； Q ″CS,i,t、 Q'CS,i,t分别为场景i下t时刻冷储的充放 量； 储能约束：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114418309 A 3