(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 202111560436.2 (22)申请日 2021.12.20 (71)申请人 合肥综合 性国家科 学中心能源研究 院 （安徽省能源实验室） 地址 230051 安徽省合肥市滨湖卓 越城文 华园9号楼 申请人 合肥工业大 学 (72)发明人 毕锐　王孝淦　袁华凯　吴红斌　 朱正轩　 (74)专利代理 机构 安徽省合肥新 安专利代理有 限责任公司 34101 代理人 陆丽莉　何梅生 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 30/02(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) G06F 17/18(2006.01) (54)发明名称 碳约束下考虑需求响应的园区综合能源系 统的规划方法 (57)摘要 本发明公开了一种碳约束下考虑综合需求 响应的园区综合能源系统的规划方法， 包括： 1、 根据历史碳交易的收盘价格， 建立碳交易的收益 序列并分析序列的波动性和杠杆效应； 2、 利用指 数广义自回归条件异方差模型建立碳交易价格 的预测模型； 3、 建立考虑需求侧综合需求响应的 工业园区综合能源系统规划模型， 4、 建立需求侧 电/热/冷负荷的可替代型负荷和可转移负荷的 数学模型； 5、 输入设备的参数、 典型日的负荷数 据以及需求侧的能源需求， 采用混合整数非线性 规划求解器求解， 输出规划结果并进行控制。 本 发明在考虑动态碳交易价格和综合需求响应下， 能在满足用户用能需求的条件下对设备的容量 进行配置， 从而提高系统的能源利用效率。 权利要求书5页 说明书13页 附图2页 CN 114266468 A 2022.04.01 CN 114266468 A 1.一种碳约束下考虑需求响应的园区综合能源系统的规划方法， 其特征在于， 包括以 下步骤： 步骤1)获取历史碳交易收盘价格序列， 并根据所述历史碳交易价格序列， 利用式(1)建 立碳交易价格的预测模型， 用于未来 碳交易价格的变化趋势： 式(1)中， rd为第d日的碳排放交易收益； 且 为第d日的碳排放交易 收盘价格； 为第d‑1日的碳排放交易收盘价格； rd‑1为第d‑1日的碳排放交易收益； β0、 β1为序列的持续性参数； β2为序列的非对称性参数； α1为新息参数； 为小于1的常数； vd表 示服从正态白噪音过程， 均值为0， 方差为1的第d个参数； εd为第d日的扰动项， εd‑1为第d‑1 日的扰动项， σd为第d日的条件标准差， α0为非随机变量， σd‑1为第d‑1日的条件标准差； 步骤2)根据园区能源需求， 确定供应侧的能源类型和设备， 从而建立园区综合能源系 统， 包括： 光伏设备、 热电联产机组、 燃气锅炉GB、 电锅炉EB、 P2G设备、 电/热/ 冷储能设备、 电 制冷机、 吸 收式制冷机和地源热泵； 步骤3)采集园区综合能源系统的电/热/冷典型日负荷数据和设备参数， 建立各设备的 数学模型及光伏出力和安装容量约束、 热电联产机组出力及安装容量约束、 燃气锅炉和电 锅炉出力和安装容量约束、 吸收式制冷机和电制冷机出力及安装容量约束、 储能设备容量 及出力约束、 地源热泵的容 量及出力约束和系统的功率平衡约束； 步骤4)建考虑将负荷分为固定负荷、 可转移型负荷和可替代型负荷的三个类型， 并考 虑纵向负荷转移， 从而建立由固定负荷、 可转移型负荷和可替代型负荷的数学模型构成的 需求侧的综合需求响应模型； 步骤5)确定园区综合能源系统的目标函数， 包括： 园区的总 效率最大化和碳交易成 本最小， 并采用混合整数非线性规划 求解器求解所述 目标函数， 得到规划结果， 包括： 系统 设备的容 量投建、 系统的总 效率和碳交易成本 。 2.根据权利要求1所述的一种碳约束下考虑需求响应的园区综合能源系统的规划方 法， 其特征在于： 所述 步骤3)中的各设备的数 学模型及约束为： 1)利用式(2)建立 光伏设备的数 学模型： 式(2)中， PPV(t)表示t时刻的光伏出力， 表示t时刻光伏出力的最 大值， SPV表示光 伏的安装容 量， 表示光伏安装的容 量上、 下限； 2)利用式(3)建立热电联产机组的数 学模型：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114266468 A 2式(3)中， PCHP(t)、 HCHP(t)表示第t时刻热电联产 机组的供热功率和供电功率； GCHP(t)表 示第t时刻CHP机组消耗的天然气功率； ηP,CHP、 ηH,CHP表示CHP机组的供电效率和供热效率； 分别表示第t时刻最大电功率和热功率出力； SCHP表示CHP的安装容量； 表示安装容量的上、 下限； 3)利用式(4)建立燃气锅炉GB、 电锅炉EB、 P2G 设备的数 学模型： 式(4)中， Hi、 Gi和 ηi分别表示燃气锅炉GB、 电锅炉EB、 P2G设备中任一设备的输出功率、 消耗的输入功率、 转换效率； QGB(t)、 QEB(t)和QP2G(t)分别表示燃气锅炉GB、 电锅炉EB和P2G 设备的输出功率， 和 表示燃气锅炉GB、 电锅炉EB和P2G设备的输出 功率上限； Si、 和 表示燃气锅炉GB、 电锅炉EB、 P2G设备中任一设备的安装容量， 安装 容量上、 下限； 4)利用式(5)建立储能设备的数 学模型： 式(5)中， ES、 HS、 CS分别表示为电、 热、 冷储能设备； Wj(t)、 Wj(t‑1)表示t时刻、 t ‑1时刻 的第j类储能设备的荷能状态； 表示t时刻第j类储能设备的充、 放能功率； 表示第j类储能设备的充、 储能效率； Δt 表示为运行时长；权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114266468 A 3