(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 202211131401.1 (22)申请日 2022.09.16 (71)申请人 国网青海省电力公司经济技 术研究 院 地址 810000 青海省西宁市城西区五四西 路80号 申请人 国网青海省电力公司清洁能源发展 研究院　 国网青海省电力公司 (72)发明人 李芳　李楠　马雪　李红霞　 李志青　胡文保　杨帆　李显桃　 王海亭　苟晓侃　 (74)专利代理 机构 北京君有知识产权代理事务 所(普通合伙) 11630 专利代理师 焦丽雅(51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06N 3/12(2006.01) (54)发明名称 考虑新能源消纳 的CCHP综合能源系统优化 方法 (57)摘要 本发明涉及CCHP综合能源系统优化技术领 域。 本发明提供了一种考虑新能源消纳的CCHP综 合能源系统优化方法， 包括： CCHP综合能源系统 组成及各单元模型； 构建考虑新能源消纳的CCHP 综合能源系统优化方法； 多目标优化模型求解算 法。 本发明能够优化CCHP综合能源系统的运行方 式， 以提升系统经济性、 用户体验和清洁能源利 用为导向， 提高CCHP综合能源系统的多元消纳水 平。 权利要求书6页 说明书7页 附图2页 CN 115456281 A 2022.12.09 CN 115456281 A 1.一种考虑新能源消纳的C CHP综合能源系统优化方法， 其特 征为： 包括以下几个步骤： (1)构建CCHP综合能源系 统各单元模型， 该模型具体包括分布式能源机组、 电储和/或 热储机组、 燃气轮机、 热电联产系统、 燃气锅炉和制冷机组模型， 从而确定了CCHP综合能源 系统内部组成以及参与新能源消纳的具体情况； (2)构建考虑冷热电气互补的新能源消纳优化模型， 该模型以CCHP综合能源系 统运行 成本最小、 清洁能源 弃用量最低和用户满意度最高为目标函数， 并构建约束条件， 包括电能 平衡约束、 热能平衡约束、 冷平衡约束、 C CHP各设备 出力约束， 以及系统设备爬坡速率约束； (3)基于上述上述模型， 采用NBI法处理多目标规划， 将多目标优化问题转化为一系列 单目标优化问题， 进而利用自适应免疫遗传算法求解单目标优化问题， 得到Pareto前沿上 均匀分布的最优解， 再基于模糊隶属度决策 出折中最优解。 2.根据权利要求1所述的考虑新能源消纳的CCHP综合能源系统优化方法， 其特征为： 所 述步骤1进一步包括如下内容： 包括分布式能源机组出力模 型、 电储/热储模型、 燃气 轮机模 型、 燃气锅炉模型、 电制冷机组模型。 3.根据权利要求2所述的考虑新能源消纳的CCHP综合能源系统优化方法， 其特征为： 所 述分布式能源机组出力模型为： 风电机组输出功率与其 性能、 风速相关， 输出功率与风速之间的关系可用下式描述： 式中:PWT,k,t， vk,t分别为第k台风电机组在t时段的实际输出功率和风电机组所处地理 位置的实际风速； 和 分别为第k台风电机组的额定风速、 切入风速和 切出风速； 光伏发电机组的输出功率主 要跟光照强度、 环境温度相关， 其出力模型如下 所示为： 式中： gPV,t表示第t时段的光伏机组出力； SPV,t表示第t时段的光照强度； gSTC表示标准测 试条件下的最大出力； Tc,t表示电池板第t时段的工作温度； Tr表示参考温度； TWSTC、 λ表示性 能参数。 4.根据权利要求2所述的考虑新能源消纳的CCHP综合能源系统优化方法， 其特征为： 所 述电储或热储 模型为： 蓄电池储能系统(Energy  Storage， ES)存在充电状态、 放电状态、 停运状态二种运行状 态， 蓄电池充放电是一个动态过程， 从蓄电池的储能量及充放电功率方面建模； 蓄电池储能 量的变化与蓄电池的充放电功率、 效率有关， 蓄电池 采用动态的数 学模型为： EES(t+1)＝EES(t)(1‑σES)+PES,c(t)ηES,cΔt‑PES,d(t)Δt/ ηES,d    (3) 式中EES(t+1)、 EES(t)分别为t+1、 t时刻的蓄电池的储能量(kWh)； RES， c(t)、 PES,d(t)分别 为t时刻蓄电池的充电、 放电功率(kW)； ηES.c、 ηES.d分别为蓄电池的充电、 放电效率； σES为蓄 电池自身放电率； Δt为t+1、 t时刻间隔， 即充放电用时(h)；权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 115456281 A 2储热装置(Heat  Storage， HS)蓄电池储能系统类似， 存在储热、 放热、 停运三种工作状 态， 蓄热装置的储放热是一个动态过程， 蓄热装置中热量变化与蓄热装置储放热功 率、 储放 热效率有关， 处于能量动态 平衡状态， 其数 学模型为： EHS(t+1)＝EHS(t)(1‑σHS)+PHS,c(t)ηHS,cΔt‑PHS,d(t)Δt/ ηHS,d    (4) 式中EHS(t+1)、 EHS(t)分别为t+1、 t时刻蓄热装置的储热量(kWh)； PHS， c(t)、 PHS,d(t)分别 为t时刻蓄热装置的蓄热、 放热功率(kW)； ηHS.c、 ηHS.d分别为蓄热装置的蓄热、 放热效率； σHS 为蓄热装置自身热损失系数； Δt为t+1、 t时刻间隔， 即储放热用时(h)。 5.根据权利要求2所述的考虑新能源消纳的CCHP综合能源系统优化方法， 其特征为： 所 述燃气轮机模型为： 天燃气在进入燃气轮机燃烧室后， 通过燃烧产生热蒸汽推动涡轮机做功， 而排出的热 气可以通过热回收器向用户提供热能， 从而实现能源的梯级利用， 提高能源综合利用效率， 燃气轮机可提供的供电出力和供 热出力计算如下： gCGT,t＝VCGT,tHngηCGT,t    (5) QCGT,t＝VCGT,t(1‑ηCGT,t‑ηloss)ηhr    (6) 式中： gCGT,t、 QCGT,t分别表示燃气轮机的供电功率和供热功率； VCGT,t表示燃气轮机的天 然气消耗量； Hng表示天然气的热值； ηCGT,t为CGT的发电效率； ηloss为能力损耗率； ηhr表示CGT 的热回收效率。 6.根据权利要求2所述的考虑新能源消纳的CCHP综合能源系统优化方法， 其特征为： 所 述燃气锅炉模型为： 燃气锅炉通过燃烧燃气产生热能供给热负荷， 与燃气轮机以及热储共同实现CCHP的热 能供给， 其出力模型如下式所示： 式中： 表示第t时段GB的热出力； TFGB,t表示第t时段GB的燃耗量； λGB表示锅炉热效 率； 分别表示GB的最小及最大 热出力； 所述电制冷机组模型为： AC通过转换电能产生冷能供给冷负荷， 与TR共同实现CCHP的冷能供给， 其制 冷量公式 为： 式中： gAC,t分别表示在t时段内AC的制冷出力和用电功率， λAC表示AC的制冷效率； 所述吸热式制冷机组模型为： CGT、 GB等设备排出的高温余热烟气通过TR推动压缩机进行制冷， TR的制冷出力公式 为： 式中： gTR,t分别表示在t时段内TR的制冷出力和用电功率， λTR表示TR的制冷效率。权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 115456281 A 3