(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 20221083273 5.5 (22)申请日 2022.07.14 (71)申请人 南京信息 工程大学 地址 210000 江苏省南京市宁六路219号 (72)发明人 杨丹丹　陈亮　蔡骏　严颖　 章小刚　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 专利代理师 田凌涛 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) G06Q 30/02(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 17/10(2006.01) H02J 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种区域综合能源系统的网源联合优化方 法 (57)摘要 本发明公开了一种区域综合能源系统的网 源联合优化方法， 涉及区域 综合能源系统规划技 术领域， 通过对目标区域内含有负荷节点的电力 系统和天然气网络进行耦合， 形成区域综合能源 系统， 当区域综合能源系统中新增负荷节点时， 对区域综合能源系统进行优化， 获得该区域综合 能源系统的最优规划线路、 电源设备的最优选 址、 以及电源设备的最优数量。 通过本发明的技 术方案， 对网源联合优化模型进行求解， 得到最 优的规划线路及电源设备的最优选址与数量， 与 独立的源网规划相比， 能够 进一步降低投资运行 成本。 权利要求书6页 说明书13页 附图2页 CN 115204494 A 2022.10.18 CN 115204494 A 1.一种区域综合能源系统的网源联合优化方法， 其特征在于， 针对目标区域内由含有 负荷节点的电力系统和天然气网络所耦合形成的区域综合能源系统， 进一步分别针对区域 综合能源系统中的各个负荷节点， 通过以下步骤A至步骤D对区域综合能源系统进行优化， 获得网源联合优化模型， 通过以下步骤E， 当该区域综合能源系统中新增负荷节点时， 应用 网源联合优化模型， 获得新增负荷节点在该区域综合能源系统的最优规划线路、 对应电源 设备的最优选 址、 以及对应电源设备的最优数量： 步骤A、 基于目标区域内的区域综合能源系统和负荷节点， 建立负荷节点对应的包括光 伏发电系统模型、 燃料电池模型、 天然气网络模型、 热水系统模型、 以及采暖通风空调模型 的网源设备模型， 利用网源设备模型将 负荷节点与区域能源系统进行耦合； 步骤B、 针对区域综合能源系统中负荷节点， 在目标区域内选择为其供电的各个预选线 路， 构成预选线路集 合； 步骤C、 基于网源设备模型和预选线路集合,以区域综合能源系统对应的最优电源设备 选址、 电源设备最优 数量和最优规划线路为目标， 建立优化约束 条件和优化目标函数， 对优 化约束条件进 行求解获得该区域综合能源系统的最优规划路线， 对优化目标函数进行求解 获得负荷节点在该区域综合能源系统中对应电源设备的最优选址、 以及电源设备的最优数 量； 步骤D、 基于网源设备模型和预选线路集合， 以负荷节点对应的网源设备模型为输入， 以该负荷节点对应电源设备的最优选址、 电源设备的最优数量和最优规划路线为目标输 出， 建立网源联合优化模型， 获得构建好的网源联合优化模型； 步骤E、 按照步骤A至步骤D中的方法， 针对区域能源系 统中的新增负荷节点， 获得新增 负荷节点对应的网源设备模型和预选线路集合， 应用网源联合优化模型， 执行对该区域能 源系统的优化， 得到新增负荷节点在该区域综合能源系统的最优规划线路、 对应电源设备 的最优选 址、 以及对应电源设备的最优数量。 2.根据权利要求1所述的一种区域综合 能源系统 的网源联合优化方法， 其特征在于， 所 述步骤A中， 光伏发电系统模型为： 其中， Rti为母线i在固定时间周期t上的辐射， 单位 为kW/m2； 为当母线i在固定时间周 期t时， 光伏发电系统的输出功率； η为太阳能转换效率； Si为母线i上太阳能电池板的辐射 面积； t0为环境温度； 所述燃料电池 模型为： 其中， ： 分别表示母线i在固定时间周期t内燃料电池的成本和输出功率； a， b分 别为燃料电池的成本系数； 所述天然气网络模型以天然气管道为基础， 包括天然气管道模型、 气体流动方程、 压缩 机方程和储气罐模型； 所述热水系统模型为：权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 115204494 A 2其中， 表示在母线i时间t热水系统的开关状态； ηHW表示热水系统的充电效率； 表示在母线i时间t热水系统工作运行的所需能量； ξ表 示热水系统工作时损失的能量系数； 表示热水系统在母线i时间t的水温； Ψ表示水的比热容(4.186KJ/Kg℃)； V表示热水系 统的体积； 表示热水系统在t ‑1时刻母线i上的能量； 所述采暖通 风空调模型为： 其中， 分别为可调采暖通风空调在母线 i时间t的成本和调节功率； ε1表示可中 断负荷的成本系数； 表示母线i时间t的功率需求； λmin和 λmax分别与 乘积表示在母线i 时间t可中断负荷的上 下限， 且0 < λmin< λmax<1； ΩD为负载集 合。 3.根据权利要求2所述的一种区域综合 能源系统 的网源联合优化方法， 其特征在于， 所 述天然气管道模型为： 其中， Λ表示将正常条件下的气体体积转换为能量的常数； h0， Γ0分别表示稳态下的气 体密度和温度； δ表示一个常数； 和 分别表示t时刻管道 内节点i到j之间 的气体量、 供应的气体量、 气体需求量和压缩机消耗的气体量； Pi、 Pj分别表示节点i、 j处 的 压力； 表示节点 i时间t的充气压强； 表示节点 i时间t的放气压强； 所述气体流动方程 为： 其中， 和sgn(Pi， Pj)为节点i时间t的气体流量和气体流量的方向， 取决于气体节点权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 115204494 A 3