国网浙江省电力有限公司电力科学研究院;浙江大学吕洪坤获国家专利权
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龙图腾网获悉国网浙江省电力有限公司电力科学研究院;浙江大学申请的专利考虑系统故障的综合能源系统规划方法及存储其的介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116485208B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310508080.0,技术领域涉及:G06Q10/0637;该发明授权考虑系统故障的综合能源系统规划方法及存储其的介质是由吕洪坤;丁历威;韩高岩;陈嘉映;郑添;葛晨晨;张兴嘉;郑梦莲设计研发完成,并于2023-05-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本考虑系统故障的综合能源系统规划方法及存储其的介质在说明书摘要公布了:本发明公开了一种考虑系统故障的综合能源系统规划方法及存储其的介质。本发明旨在解决实际运行中综合能源系统可靠性提升问题,方法主要基于动态建模的综合能源系统,针对综合能源系统不同的故障类型,采用模型预测控制方法优化多种故障场景下的运行策略,并评估故障恢复时间;考虑规划优化和运行优化阶段的经济性,以年净总成本为目标,设计惩罚函数反映故障恢复过程对成本的影响,通过自适应权重系数对各场景下目标值进行加权平均,设计考虑典型场景和多种故障场景时的双层优化配置模型,实现综合能源系统规划优化和运行优化有机耦合,提升综合能源系统可靠性。
本发明授权考虑系统故障的综合能源系统规划方法及存储其的介质在权利要求书中公布了:1.考虑系统故障的综合能源系统规划方法,其特征在于,包括: S1,构建综合能源系统规划优化层中各设备的静态模型和运行优化层中各设备的传递函数模型; S2,根据各设备的能量约束条件,构建运行优化层的运行约束集和规划优化层的规划约束集;所述的规划约束集包括设备容量约束,运行约束集包括设备运行约束、供能平衡约束、蓄能热惯性约束和故障恢复时间约束; S3,将规划优化层的设备容量约束导入运行优化层,根据正常运行场景下边界条件或故障场景下边界条件,导入运行约束集约束条件,采用模型预测控制的标准目标函数和自定义成本函数作为总运维成本优化目标函数; S4,设置合适的时间间隔、预测时域和控制时域,并采用序列二次规划寻优算法,实现各场景下系统设备优化调度计算; S5,将总运维成本导入规划优化层,采用年净总成本作为规划优化目标函数; S6,采用遗传算法迭代更新优化新的设备容量组合,并重复步S3~S5,直到年净总成本收敛; S3中,模型预测控制的标准目标函数由下式确定: Jzk=Jyzk+Juzk+JΔuzk+Jεzk其中,Jzk为标准目标函数,Jyzk为跟踪参考输出的偏差,Juzk为跟踪控制变量的偏差,JΔuzk为控制变量增量的抑制项,Jεzk为违反约束产生的罚函数项;不考虑控制变量跟踪和控制变量增量抑制,并且不存在其他软约束的情况下,Juzk、JΔuzk、Jεzk均为0,则标准目标函数的形式表示为: 其中,k为当前控制时间间隔;p为预测时域;ny为输出变量个数;yjk+i|k为在第i个预测时域步长预测的第j个输出的值;rjk+i|k为在第i个预测时域步长的第j个输出参考值;为第j个输出的比例因子;为第i个预测时域步长的第j个输出权重;zk是优化问题的QP解,表示为: 式中,k+i|k表示在k时刻所规划的k+i时刻的值,u代表控制输入变量; S3中,所述自定义成本函数运行成本表示为: Jc=Cgas+Cele+Com+Crec=gas1+gas2*Ts*Rgas+P1+P2*Ts*Rele3600+P0*Rgt+heat2*Rgb+cold1*Rec+cold2*Rac+heat1*Rb*Ts3600+heatL*TsheatL*Lheat+coldL*TscoldL*Lcold+eleL*TseleL*Lele其中,Cgas为天然气成本,单位为元;Cele为电网购电成本,单位为元;Com为运维成本,单位为元;Ts为时间间隔,单位为s;Crec表示系统供能不足时的用户经济损失,单位为元;Rgas为天然气价格,单位为元kg;Rele为电网分时电价,单位为元kWh;Rgt、Rgb、Rec、Rac、Rb分别为原动机、燃气锅炉、电制冷机、吸收式制冷机、余热锅炉运维价格,单位为元kWh;gas1为原动机输入天然气流量;gas2为燃气锅炉输入天然气流量;P0为燃气轮机供电输出;P2为电网补充供电;P1为电制冷机输入电功率;cold1为电制冷机输出制冷量;cold2为吸收式制冷机输出制冷量;heat1为余热锅炉输出供热量;heat2表示燃气锅炉输出供热量;heatL、coldL、eleL分别为供热不足量、供冷不足量和无电网补充供电时供电不足量,若综合能源系统有电网补充供电,则eleL等于零;TsheatL、TscoldL、TseleL分别为供热不足、供冷不足和无电网补充供电时供电不足持续时间;Lheat、Lcold、Lele分别为供热不足、供冷不足和无电网补充供电时供电不足所带来的用户经济损失。
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