(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 202111658467.1 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 上海电力大 学 地址 201306 上海市浦东 新区沪城环路 1851号 (72)发明人 吴琼　陈敏　任洪波　李琦芬　 杨涌文　 (74)专利代理 机构 上海科盛知识产权代理有限 公司 312 25 代理人 丁云 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/06(2020.01) (54)发明名称 一种电气热网络与能量枢纽协同优化配置 方法 (57)摘要 本发明涉及一种电气热网络与能量枢纽协 同优化配置方法， 该方法包括： 步骤1： 规划将配 电网、 天然气网和供热网络进行耦合的能量枢纽 模型； 步骤2： 确定能源需求数据， 供给侧能源价 格、 可再生能源出力数据及能量枢纽中热电联 产、 电热泵、 电制冷、 吸收式制冷机和电、 热、 冷储 能设备的基本运行参数； 步骤3： 建立目标函数， 并根据配电网、 天然气网、 供热网络能源平衡约 束以及能量枢纽的运行约束， 完成综合能源系统 优化运行模型的建模； 步骤4： 求解得到多能源系 统结构和能量枢纽内的配置容量。 与现有技术相 比， 本发明， 解决了目前研究局限于单一规划结 构或配置容量的问题， 且降低了单一规划造成的 成本问题， 充分发挥多能源系统的高能源利用率 优势。 权利要求书5页 说明书14页 附图4页 CN 114386262 A 2022.04.22 CN 114386262 A 1.一种电气热网络与能量枢纽协同优化配置方法， 其特 征在于， 该 方法包括： 步骤1： 规划将配电网、 天然气网和供 热网络进行耦合的能量枢纽模型； 步骤2： 确定能源需求数据， 供给侧能源价格、 可再生能源出力数据及能量枢纽中热电 联产、 电热泵、 电制冷、 吸 收式制冷机和电、 热、 冷储能设备的基本运行参数； 步骤3： 建立目标函数， 并根据配电网、 天然气网、 供热网络能源平衡约束以及能量枢纽 的运行约束， 完成 综合能源系统优化 运行模型的建模； 步骤4： 求 解得到多能源系统结构和能量枢纽 内的配置容 量。 2.根据权利要求1所述的一种电气热网络与能量枢纽协同优化配置方法， 其特征在于， 所述的能量枢纽模型包括能量枢纽内部 关键设备的模型， 分为： 热电联产的能耗模型、 电热 泵的能耗模型、 电制冷机的能耗模型、 吸收式制冷机的能耗模 型、 储电、 储热、 储冷模型以及 风力发电机出力模型； 多种能源在网络内部进行转换、 分配和存 储。 3.根据权利要求2所述的一种电气热网络与能量枢纽协同优化配置方法， 其特 征在于， 所述的热电联产的能耗模型表示 为： 其中， 和 分别为热电联产输出的电量和输出的热量， 为热电联产消耗的燃 气量， 和 分别为热电联产的电效率和热效率； 所述的电热泵的能耗模型的表示 为： 其中， 和 分别为电热泵输出的热量和 消耗的电量， ηehp为电热泵的制热效率； 所述的电制冷机的能耗模型表示 为： 其中， 和 分别为电制冷机输出的冷量和消耗的 电量， ηere为电制冷机的制冷效 率； 所述的吸 收式制冷机的能耗模型表示 为： 其中， 和 分别为吸收式制冷机输出的冷量和消耗的热量， ηac为吸收式制 冷机的 制冷效率； 储电数学模型表示 为： 其中， 分别为电储能设备在t时间段和t ‑1时间段的剩余电量， 和 分 别为电储能设备的充电功率和放电功率， 和 分别表示电储能设备的充电和放电效权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114386262 A 2率， Δt为单个时间段内的时间跨度， Ees为电储能设备的存 储容量； 储热数学模型表示 为： 其中， 分别为热储能设备在 t时间段和t ‑1时间段的剩余储热量， 和 分 别为热储能设备的吸热功率和放热功率， 和 分别表示热储能设备的吸热和放热效 率， Δt为单个时间段内的时间跨度， Ehs为热储能设备的存 储容量； 储冷数学模型表示 为： 其中， 分别为冷储能设备在t时间段和t ‑1时间段的剩余储冷量， 和 分 别为冷储能设备的充冷功率和放冷功率， 和 分别表示冷储能设备的充冷和放冷效 率， Δt为单个时间段内的时间跨度， Ecs为冷储能设备的存 储容量； 所述的风力发电机出力模型表示 为 表示风机出力大小。 4.根据权利要求1所述的一种电气热网络与能量枢纽协同优化配置方法， 其特征在于， 所述的目标函数为： min COST＝Mo+Mgen+MIDR+ML 式中， COST 为运营商对于多能源系统的年投资成本， Mo为能量枢纽的配置成本， MIDR为需 求响应成本， Mgen为购买电气热的年投资成本， ML为规划线路与管道的投资费用。 5.根据权利要求4所述的一种电气热网络与能量枢纽协同优化配置方法， 其特征在于， 能量枢纽的配置成本为： 其中， BUS为多个能量枢纽组成的集合， o为集合BUS中的任一能量枢纽， x为能量枢纽o 中的备选 设备， on为能量枢纽o中备选设备的总数， yyo,x为能量枢纽o中备选设备x的单位容 量投资成本， Mo,x为能量枢纽o中备选设备x的配置容量， to,x为能量枢纽o中备选设备x的寿 命期， r为 折现率， R为固定资产残值 率。 6.根据权利要求4所述的一种电气热网络与能量枢纽协同优化配置方法， 其特征在于， 购买电气热的年投资成本为： ΩEG为电网发电机节点集合， ΩGG为气网气源节点集合， ΩHG为热网热源节点集合， q1、 q2、 q3依次对应为集合ΩEG中的任一发电机节 点、 集合ΩGG中的任一气源节 点、 集合ΩHG中的 任一热源节 点， Ce,t为t时段能量枢纽从电网单位购电价格， Cg,t为能量枢纽从气网单位购气权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114386262 A 3