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申请/专利权人：上海交通大学

摘要：本发明涉及一种基于内部结构分层的多能源枢纽协同规划方法及设备，所述方法包括以下步骤：获取待选能源设备，结合能源枢纽内部结构分层构建待选能源设备确定下的能源枢纽标准有向图；以年综合成本最小为目标函数，考虑各区域能源枢纽、各区域数据中心和区域间能源联络管线的约束条件，构建考虑数据中心的多能源枢纽协同规划模型；对所述多能源枢纽协同规划模型进行求解，获得多能源枢纽结构和容量的规划结果，以及能源枢纽间能源互联管线的规划方案。与现有技术相比，本发明能够差异化规划不同类型能源枢纽的结构和容量以满足不同区域的用能特性曲线，同时给出多区域能源枢纽间互联管线的规划方案以实现区域间能源的互补互济。

主权项：1.一种基于内部结构分层的多能源枢纽协同规划方法，其特征在于，包括以下步骤：获取待选能源设备，结合能源枢纽内部结构分层构建待选能源设备确定下的能源枢纽标准有向图，并构建与所述能源枢纽标准有向图相对应的第一数学模型；考虑数据中心数据负载的时空调节、多能源消耗和数据服务质量，建立数据中心的第二数学模型，利用数据负载的时空可调特性来协调能量流和数据流，所述数据中心用于处理数据负载，所述数据负载包括延迟敏感型数据负载和时延迟容忍型数据负载；以年综合成本最小为目标函数，考虑各区域能源枢纽、各区域数据中心和区域间能源联络管线的约束条件，基于所述第一数学模型和第二数学模型构建多能源枢纽协同规划模型；对所述多能源枢纽协同规划模型进行求解，获得多能源枢纽结构和容量的规划结果，以及能源枢纽间能源互联管线的规划方案；所述构建待选能源设备确定下的能源枢纽标准有向图具体为：以能源枢纽有向图G来描述能源枢纽的内部结构，能源枢纽有向图G包括节点集合N和支路集合B，其中，节点集合N中的元素根据功能的不同分为源节点、多能负荷节点、能量设备节点和描述能量汇聚与分配的虚拟节点，支路集合B中的元素描述各节点之间的能量流，每条支路的前端节点和终端节点的能量类型相同；设定能源枢纽内部的能量流动规则，在所述能源枢纽有向图的基础上进一步将节点分层形成能源枢纽标准有向图，所述能源枢纽标准有向图的节点分层包括源节点层、第一类虚拟节点层、能源设备节点层、第二类虚拟节点层和多能负荷节点层；所述能源枢纽内部的能量流动规则包括：源节点的能量流必须先聚合到相邻的虚拟节点，然后分配到能量设备节点进行能量转换和存储；能量经过转换和存储后，各种能量设备的输出必须再次聚合到虚拟节点，以满足下一级的能量设备节点和多能负载节点；所述构建与所述能源枢纽标准有向图相对应的第一数学模型具体包括：依次有序形成所述能源枢纽标准有向图的节点集合和支路集合，构建能源枢纽标准有向图的节点-支路关联矩阵；基于所述节点-支路关联矩阵获得功率平衡方程，在所述功率平衡方程的基础上考虑异质能源转换过程，构建获得所述第一数学模型；所述功率平衡方程具体是： ， ， ，式中：和分别是能源枢纽标准有向图中支路的前端功率和终端功率；、和表示源节点集合、多能负荷节点集合和储能设备的集合；和分别表示起始于第n个节点的支路集合和终止于第n个节点的支路集合，n和b分别是能源枢纽标准有向图中节点和支路的索引；所述考虑异质能源转换过程具体为：将异质能源转换效率嵌入到定向支路中，即，式中是能源枢纽标准有向图中支路的能量转换系数；所述节点-支路关联矩阵中的元素表示为： ，式中，表示节点-支路关联矩阵中的元素。

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