(19)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 202111456079.5 (22)申请日 2021.12.01 (71)申请人 中国华能集团有限公司河北雄 安分 公司 地址 071700 河北省保定市容城县奥威路6 号 申请人 华北电力大 学 (72)发明人 亢猛　钟祎勍　王德学　王琦　 温港成　石鑫　房方　 (74)专利代理 机构 北京金智普华知识产权代理 有限公司 1 1401 专利代理师 岳野 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种园区 能源系统运行优化方法 (57)摘要 本发明涉及新能源优化技术领域， 提供了一 种园区能源系统运行优化方法， 该方法包括： 将 园区能源系统区分为供给侧和用户侧； 在供给侧 考虑光伏机组和风电机组的出力不确定性， 建立 供给侧的枢纽能量流模型及碳排放流模型； 在用 户侧考虑电动汽 车接入的随机性， 建立用户侧的 能量枢纽矩阵模型； 计算供给侧的总成本， 总成 本包括运行成本、 碳排放成本和弃风光成本， 目 标函数为总成本最小； 求解目标函数， 得到多个 场景综合分析解。 本发明在用户侧考虑用户用能 行为的不确定性以及电动汽车的随机接入， 在供 给侧考虑风机、 光伏机组出力的不确定性； 以总 成本最低为优化目标， 所得解保证了可再生能源 的充分利用以及减少碳排放； 本发 明运行优化模 型具有鲁棒 性。 权利要求书4页 说明书11页 附图4页 CN 114519449 A 2022.05.20 CN 114519449 A 1.一种园区 能源系统运行优化方法， 其特 征在于， 所述方法包括如下步骤： S1、 将园区能源系统区分为供给侧和用户侧， 所述供给侧包括燃气锅炉、 CHP机组、 光伏 机组以及风电机组， 所述用户侧包括储能设备、 电热泵、 吸收式制冷机组、 空调设备和电动 汽车； S2、 在所述供给侧， 考虑光伏机组和风电机组的出力不确定性， 建立所述供给侧的枢纽 能量流模 型及碳排放流模型； 在所述用户侧， 考虑电动汽车接入的随机性， 建立用户侧的能 量枢纽矩阵模型； S3、 依据步骤S2中所得到的供给侧的枢纽能量流模型及碳排放流模型， 和用户侧的能 量枢纽矩阵模型， 计算所述供给侧的总成本， 总成本包括运行成本、 碳排放 成本和弃风光成 本， 园区能源系统运行优化的目标函数为总成本最小； S4、 求解步骤S3中的目标函数， 得到最优解， 根据所述最优解优化园区能源系统的运 行。 2.如权利要求1所述的园区 能源系统运行优化方法， 其特 征在于， 步骤S2具体为： S2.1所述供 给侧的能量枢纽模型如下： 式中， Pe、 Ph分别为供给侧输出节点电量和热量； ηT、 ηGB分别为变压器 效率、 CHP机组制电效率、 CHP机组制热效率和燃气锅炉效率； 分别为CHP机组燃气分配 系数、 燃气锅炉机组燃气分配系数， Ee、 Eg、 Eh分别为园区能源系统向上级网络购买的电能、 气量、 热能， Pwt、 Ppv分别为风电实际使用值和光电实际使用值； S2.2用户侧的能量枢纽矩阵模型如下： 式中： Le、 Lh分别为用户侧输入节点的电量和热量； De、 Dh、 Dc分别为用户侧电负荷、 热负 荷和冷负荷； 分别为变压器能量分配系数、 电热泵能量分配系 数、 空调能量分配系数、 换热器能量分配系数、 吸收式制冷机能量分配系数； ηEHP、 ηAC、 ηHE、 ηAF 分别为电热泵效率、 空调效率、 换 热效率、 吸 收式制冷机效率。 3.如权利要求2所述的园区能源系 统运行优化方法， 其特征在于， 步骤S2.1中， 风电实 际使用值Pwt和光电实际使用值Ppv在小于预测值加预测误差的区间内波动： 式中： 分别为风电出力预测值和光电出力预测值； δwt、 δpv分别为风电预测 值误差和光电预测值 误差；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114519449 A 2风电出力预测值、 光电出力预测值分别根据风电机组、 光伏机组的历史出力数据得 出； 风电出力预测值 误差、 光电出力预测值 误差服从均值 为0， 标准差如下的正态分布： 式中： σwt、 σpv分别为风电出力预测值误差的标准差和光电出力预测值误差的标准差； λwt、 λpv分别为风电出力预测值 误差的标准差系数和光电出力预测值 误差的标准差系数。 4.如权利要求2所述的园区能源系 统运行优化方法， 其特征在于， 步骤S2.2中， 用户侧 负荷通过历史数据得 出； 用户侧负荷包括电负荷、 热负荷和冷负荷； 用户侧负荷误差服从均值 为0， 标准差如下的正态分布： 式中： σe、 σh、 σc分别为电负荷误差的标准差、 热负荷误差的标准差和冷负荷误差的标准 差； λed、 λhd、 λcd分别为电负荷误差的标准差系数、 热负荷误差的标准差系数和冷负荷误差的 标准差系数； 根据电动汽车的需求特点， 将电动汽车分为刚性EV和灵活EV， 其中灵活EV又分为快充 灵活EV和慢充灵活EV； 采用一维矩阵来描述电动汽车模型： Ω＝[L G Sn Se Ts Tc]； 式中： L表示电动汽车负荷类型， 用数字1、 2、 3分别表示刚性EV负荷、 慢充灵活EV充放电 负荷、 快充灵活EV充放电负荷； G表 示电动汽 车充放电标识， 处于充电模式为 1， 放电模式为 ‑ 1， 其余时刻为0； Sn和Se分别表示EV停驶时的电荷量和离网时用户期望电荷量； Ts和Tc分别 表示电动汽车入网时间和电动汽车离网时间； 刚性EV不 参与电网调度； 灵活EV参与电网调度； 建立灵活EV充放电模型： 灵活EV的内电荷量满足如下表达式： SOCt＝SOCt‑1+Pc‑Pd； 式中： Pc为灵活EV充电功率； Pd为灵活EV放电功率； SOCt为t时刻灵 活EV的电荷 量， SOCt‑1 为t‑1时刻灵活EV的电荷量， t ‑1时刻表示t时刻的上一个 计量时刻。 5.如权利要求2所述的园区 能源系统运行优化方法， 其特 征在于， 步骤S3中， S3.1园区 能源系统供 给侧的碳 排放成本计算方法为： S3.1.1采用基准线法确定园区 能源系统供 给侧的无偿碳 排放配额： 式中： CE′为园区能源系统无偿碳排放配额； βCHPE为CHP机组单位供电量获得的碳排放配 额， βCHPH、 βGB分别为CHP机组和燃气锅炉机组单位供热量获得的碳排放配额； βEGrid为向上级 电网购买单位电量获得的碳 排放配额； S3.1.2当园区能源系统的碳排放高于无偿碳排放配额时， 向碳交易市场购买碳排放 权， 碳排放量越大的区间对应的碳交易 价格越高；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114519449 A 3