(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110264372.5 (22)申请日 2021.03.11 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113158547 A (43)申请公布日 2021.07.23 (73)专利权人 上海电力大 学 地址 200090 上海市杨 浦区平凉 路2103号 (72)发明人 边晓燕　史越奇　徐波　林顺富　 赵健　王小宇　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 专利代理师 杨宏泰 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06N 3/12(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 119/02(2020.01)G06F 119/08(2020.01) (56)对比文件 CN 111445090 A,2020.07.24 CN 104218620 A,2014.12.17 CN 110544017 A,2019.12.0 6 CN 110417006 A,2019.1 1.05 CN 111291963 A,2020.0 6.16 CN 111969592 A,2020.1 1.20 CN 109740827 A,2019.0 5.10 CN 112421642 A,2021.02.26 CN 110350527 A,2019.10.18 CN 112446546 A,2021.0 3.05 边晓燕， 丁炀， 买坤， 朱兰， 贾庆宇， 李东 东. 低风速分散式风电并入配电网的双 层电压优化 模型. 《太阳能学报》 .2021,论文第157-16 5页. R. Li, B. Chen ， X. Bai.A Bi-Level Model for DG and ES S Integrated Plan ning in Distributi on System. 《2020 IE EE 4th Conference o n Energy I nternet and Energy System I ntegrati on (EI2), 2020》 .2020,论文 第2234-2238页. 审查员 赵翠翠 (54)发明名称 计及经济性和可靠性的区域综合能源系统 优化配置方法 (57)摘要 本发明涉及一种计及经济性和可靠性的区 域综合能源系统优化配置方法， 包括以下步骤： 1)建立区域综合能源系统模型； 2)获取设备状态 转移时序性模型； 3)构建双层优化配置模型； 4) 对双层优化配置模型进行多目标求解， 得到计及 经济性和可靠性因素的区域综合能源系统多目 标优化配置方案并执行。 与现有技术相比， 本发 明具有考虑经济性和可靠性、 实用性强、 精确性 高、 可靠性 量化等优点。 权利要求书4页 说明书12页 附图2页 CN 113158547 B 2022.10.18 CN 113158547 B 1.一种计及经济性和可靠性的区域综合能源系统优化配置方法， 其特征在于， 包括以 下步骤： 1)建立区域综合能源系统模型： 对区域综合能源系统进行描述， 并分别对区域综合能 源系统中的能量转换设备和储能设备建立线性化数学模型， 所述的区域综合能源系统中包 含能量转换设备、 发电设备和储能设备， 所述的能量转换设备包括热电联供系统、 燃气锅 炉、 电锅炉、 吸收式制冷机和压缩式制冷机， 所述的发电设备包括分布式光伏和风机， 所述 的储能设备包括蓄电池、 储热设备和储冷设备， 所述的热电联供系统通过消 耗天然气产生 电能和热能， 区域综合能源系统的热能由热电联供系统、 燃气锅炉和/或电锅炉提供， 冷能 由吸收式制冷机和电制冷机分别从电能和热能转化提供， 电能由向外部电网购电、 热电联 供系统、 光伏和/或风机提供； 所述的热电联供系统包括燃气轮机和余热锅炉两部分， 其线性化数学模型的表达式 为： 其中， NGT为安装的燃气轮机数量， γGT,iGT(t)、 分别为第iGT台燃气轮机在 t时刻 消耗天然气的速率和发电功率， 为第iGT台燃气轮机的发电效率， λgas为天然气的热 值， NRB为安装的余热回收锅炉数量， 为t时刻第iGT台燃气轮机产生的热功率， 为第iRB台余热锅炉的回收效率； 当热负荷的需求大于热电联供系统所能提供的最大热负荷时， 则由燃气锅炉和电锅炉 参与提供 热负荷， 燃气锅炉和电锅炉的线性 化数学模型的表达式为： 其中， γGB,iGB(t)、 分别为第iGB台燃气锅炉在t时刻消耗天然气的速率和输出 的热功率， 为第iGB台燃气锅炉的热转换效率， 分别为第iEB台电锅 炉在t时刻消耗的电功率和输出的热功率， 为第iEB台电锅炉的转换效率； 所述的吸 收式制冷机和电制冷机的线性 化数学模型的表达式为：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 113158547 B 2其中， 分别为第iAC台吸收式制冷机在t时刻消耗的热功率和输出 的冷功率(kW)， 分别为第iEC台电制冷机在t时刻消耗的电功率和输出 的冷功率(kW)， 分别为第iAC台吸收式制冷机和第iEC台电制冷机的热 ‑冷转 换效率和电 ‑冷转换效率； 所述的区域综合能源系统中， 光伏和风机等效为一种需求量为负值的可削减负荷， 则 其线性化数学模型的表达式为： 其中， 分别为t时刻光伏和风机的归一化出力曲线值， cPV,iPV、 cWT,iWT分别 为第iPV台光伏和第iWT台风机的安装容量， 分别为第iPV台光伏和第 iWT台风机在t时刻的实际出力； 在区域综合能源系统中， 采用广义储能动态通用模型对储能设备进行建模， 以储能设 备内储存的能量作为状态变量， 以储能设备 的充放能功率作为控制 变量， 通过各时段间的 相互递推获取整个运行 过程中的状态变化； 2)获取设备状态转移时序性模型： 在区域综合能源系统中， 对于各能量转换设备状态 变化的正常 ‑故障‑修复循环往复过程， 分别建立基于马尔可夫过程的设备状态转移时序性 模型， 并采用序贯 蒙特卡洛抽样生成设备故障状态序列， 具体包括以下步骤： 21)确定能量 转换设备i在 初始时刻的设备状态xi(t0)； 22)根据当前时间段的设备状态xi(t)， 根据各状态转移路径发生的概率进行随机抽样， 确定下一时间段的状态xi(t+Δt)， 设备状态按不同转移路径发生 转移的概 率具体为： 其中， πi{·}表示事件{ ·}在能量转换设备i上发生的概率， λi、 μi分别为能量转换设备 i的故障率和修复率， Δt为时间 间隔； 23)对下一时间段执行步骤22)， 直到确定周期内所有时间段 能量转换设备i的状态， 生 成能量转换设备i的状态序列 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 113158547 B 3