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申请/专利权人：山东大学;国网山东省电力公司青岛供电公司;国家电网有限公司

摘要：本发明公开了一种用户侧综合能源优化利用区间规划方法及系统，包括：分别构建IES不同设备的模型；从设备“输入‑输出”角度提炼能源形式，设置能量母线作为耦合节点，构建IES供用能结构；针对所述IES供用能结构，以用户侧综合能源优化利用的成本最小为目标，构建基于区间规划的用户侧综合能源优化利用模型；将模型的混合整数区间线性规划问题，分解为一对交互的确定性子模型加以求解，得到基于区间规划的用户侧综合能源优化利用决策结果。本发明建立用户侧IES通用的设备模型和供用能结构，并给出一种考虑系统不确定性因素的用户侧综合能源优化利用方法，实现源荷在波动下的多能优化利用。

主权项：1.一种用户侧综合能源优化利用区间规划方法，其特征在于，包括：分别构建IES不同设备的模型；从设备“输入-输出”角度提炼能源形式，设置能量母线作为耦合节点，构建以能量母线为核心骨架、以按类设备为连接单元的面向终端用户的IES供用能结构；针对所述IES供用能结构，以用户侧综合能源优化利用的成本最小为目标，构建基于区间规划的用户侧综合能源优化利用模型；将模型的混合整数区间线性规划问题，分解为一对交互的确定性子模型加以求解，得到基于区间规划的用户侧综合能源优化利用决策结果；IES设备包括热源机、储能装置、余热回收设备和电能转换设备和热能品位转换系统；所述热源机的模型，具体为：PG＝ηeλgasMGQmid＝ηmid1-ηe-η0-ηcλgasMGQlow＝Q’low+ΔQ＝1-ηmidQmidηmid+ηcλgasMG其中，PG为热源机发电单元输出的电功率；ηe为发电单元的发电效率；λgas为天然气的热值；MG为热源机的燃气消耗速率；Qmid为中品位余热的热功率；ηmid为中品烟气利用率；Qlow为低品位余热的热功率，Q'low为余热回收装置的再排烟，即低品位烟气的热功率，ΔQ为热源机冷却水系统回收的余热功率，ηc为冷却水系统的热回收率；建立储能装置中换电站的电化学储能和储热的通用模型，具体为：EBSS,t＝1-σBSS·ΔtEBSS,t-1+PBSS,tΔt+ΔEBSS,t 其中，EBSS,t为t时刻换站内的总电量；PBSSc,t和PBSSd,t分别为t时段内换电站充、放电功率；ηBSSc和ηBSSd分别为充、放电效率；σBSS为动力电池的自放电率；ΔEBSS,t是表征应公交运营需求，换电站进行电池装卸而造成的站内电量变化值；其计算公式为：ΔEBSS,t＝ΔEin,t-ΔEout,t＝SOCresEbatNin,t-EbatNout,t式中，ΔEin,t为t-1,t]时段电动公交卸载电池的剩余电量，并于t时刻统一接入充放电平台，ΔEout.t为t,t+1]时段需要出库装载电池的电量，且于t时刻全部下线出库而不接受充放电管理；Nin,t和Nout,t分别为相应时间段进出库电池组数；Ebat为整车动力电池的容量；SOCres为换电时电池剩余荷电率，计算公式如下： 式中，L为公交车日行驶里程；EFF为电池的能效比；ηd为动力电池的放电效率，ηd＝ηBSSc；DOD为电池的允许放电深度，计算公式如下：DOD＝SOCmax-SOCmin式中，SOCmax和SOCmin分别为储能的最大荷能率和最小荷能率，对于电储能分别为0.9和0.2；换电站充放电需要满足如下运行约束： 式中，Pbat,c和Pbat,d分别为公交动力电池的充、放电功率；uBSSc,t和uBSSd,t为0-1变量，uBSSc,t取1表示充电，uBSSd,t取1表示放电，uBSSc,t+uBSSd,t≤1；作为具有移动特性的储能装置，换电站的电量约束是时变的，具体如下： 式中，是t时刻站内电池总组数，k为每个充放电平台接入的电池组数，k为正整数；tc为每组电池完成充电所需的时间段数；在优化周期的首尾时段，换电站要维持能量不变，即有： 式中，Γ为优化周期的全时段数；将余热回收设备分为直接换热设备和吸收式设备，将电能转换设备分为电热转换设备和压缩式设备；对于直接换热设备和电热转换热备，引入能量转换效率η描述“输入-输出”关系，具体如下： 式中，为输入直接换热设备HEi的余热热功率，cla表明余热的品位；为设备HEi输出的热功率；为设备HEi的热交换效率；为电热转换设备EHi消耗的电功率；为设备EHi输出的热功率；为电热转换效率；对于吸收式设备和压缩式设备，引入能效比描述能量转换关系，具体如下： 式中，为输入吸收式设备Ai的余热热功率；mode为运行模式，包括制冷和采暖两种；为设备Ai输出热媒水或冷媒水的热功率；为设备Ai在模式mode下的能效比；为压缩式设备Ci主机消耗的电功率；为设备Ci输出热媒水或冷媒水的热功率；为设备Ci在模式mode下的能效比；用户侧综合能源优化利用的成本包括能源成本Co、运行维护成本Cm和环境成本Ce；目标函数如下： 其中，右上标“±”表示区间数变量；所述基于区间规划的用户侧综合能源优化利用模型的约束包括：母线功率平衡约束和设备运行约束；其中，所述母线功率平衡约束包括交流电母线功率平衡约束、直流电母线功率平衡约束、烟气母线功率平衡约束、冷媒水热媒水母线功率平衡约束、高温热水母线功率平衡约束和低温热水母线功率平衡约束；所述设备运行约束包括：分布式动力系统约束、储能装置约束、余热回收设备约束、电能转换设备约束和热能品位转换设备约束；对于热能品位转换系统进行建模，具体为：Qxo＝COPxEx+Qxi＝COPx+Rx·Ex 其中，Ex为输入驱动装置x的高品质能，COPx为装置x的能效比；Qxi和Qxo分别为待加热介质的热功率和被加热后介质的热功率，Rx为被加热介质的热功率与输入驱动装置的高品质能的功率比值；hxi和hxo分别为被加热物体在加热前和加热后的的比焓，h0为基准比焓。

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