(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 202210781231.5 (22)申请日 2022.07.04 (71)申请人 长沙理工大 学 地址 410114 湖南省长 沙市雨花区万家丽 南路2段96 0号 (72)发明人 姜飞　易子木　刘利波　肖昌麟　 何振武　 (74)专利代理 机构 长沙新裕知识产权代理有限 公司 43210 专利代理师 颜田庆 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 30/20(2020.01)H02J 3/00(2006.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 113/06(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种乡村综合能源系统多目标优化调度方 法 (57)摘要 一种乡村综合能源系统多目标优化调度方 法， 包括以下步骤： S1、 采 集乡村综合能源系统中 各能源设备的参数及各能源负荷数据； S2、 构建 电、 热、 气能量平衡关系、 交互约束集、 能源设备 能源输出约束集和储能约束集； S3、 基于电、 热、 气能量平衡关系、 交互约束集、 能源设备能源输 出约束集和储能约束集， 构建乡村综合能源系统 多目标优化调度函数； S4、 基于乡村综合能源系 统各能源设备的参数及各能源负荷数据， 针对乡 村综合能源系统优化调度多目标函数， 构建马尔 可夫决策模型； S5、 针对建立的马尔可夫决策模 型， 通过迭代策略法进行求解， 形成乡村综合能 源系统多目标优化调度方案。 本发 明能有效减少 系统运行成本， 提高供能可靠性， 减小交互功率 波动。 权利要求书6页 说明书13页 附图1页 CN 115169871 A 2022.10.11 CN 115169871 A 1.一种乡村综合能源系统多目标优化调度方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 采集乡村综合能源系统中各能源设备的参数及各能源负荷数据； S2、 考虑乡 村综合能源系 统的能量交互， 构建电、 热、 气能量平衡关系、 交互约束集、 能 源设备能源输出约束集和储能约束集； S3、 基于电、 热、 气能量平衡关系、 交互约束集、 能源设备能源输出约束集和储能约束 集， 构建乡村综合能源系统多目标优化调度函数； S4、 基于乡村综合能源系统各能源设备的参数及各能源负荷数据， 针对所建立的乡村 综合能源系统优化调度多目标函数， 构建马尔可 夫决策模型； S5、 针对建立的马尔可夫决策模型， 通过迭代策略法进行求解， 形成乡村综合能源系统 多目标优化调度方案 。 2.如权利要求1所述的乡村综合能源系统多目标优化调度方法， 其特征在于： 步骤S1 中， 所述各能源设备包括： 风机、 光伏设备、 燃气轮机、 燃气锅炉、 电锅炉、 电转气装置、 粪污 处理生成装置、 碳补集装置和储能装置， 储能装置包括储电设备、 储热设备和储气设备。 3.如权利要求2所述的乡村综合能源系统多目标优化调度方法， 其特征在于： 步骤S2 中， 所述电、 热、 气的能量平衡关系为： 式中： Pgird,t为t时刻与主网交互的电功率， Pwind,t为t时刻的风机发电功率， Ppv,t为t时刻 的光伏设备发电功率， PMT,t为t时刻的燃气轮机发电功率， Psi,t为t时刻储电设备对电的储能 充放量， 正数为放能状态， 负数为储能状态， Pij,ex(t)为t时刻子系统i与其他乡村综合能源 系统中的子系统j之间交互的电功率， Pexc,t为t时刻粪污处理生 成装置耗电功率， PEB,t为t时 刻电锅炉耗电功率， PP2G,t为t时刻电转气装置耗电功率， PCCS,t为t时刻碳补集装置耗电功 率， Pload,t为t时刻各子系统消耗的电功率； Hgird,t为t时刻与主网交互的热量， HMT,t为t时刻燃气轮机产热量， HFB,t为t时刻燃气锅炉 产热量， HEB,t为t时刻电锅炉产热量， Hsi,t为t时刻储热设备对热的储能充放量， 正数为放能 状态， 负数为储能状态， Hij,ex(t)为t时刻子系统i与其他乡村综合能源系统中的子系统j之 间交互的热量， Hload,t为t时刻各子系统消耗的热量； Qgird,t为t时刻与主网交互的天然气量， QP2G,t为t时刻电转气装置的天然气产量， Qexc,t为 t时刻粪污处理生成装置的天然气产量， Qsi,t为t时刻储气设备对气的储能充放量， 正数为 放能状态， 负数为储能状态， Qij,ex(t)为t时刻子系统i与其他乡村综合能源系统中的子系统 j之间交互的天然气量， QFB,t为t时刻燃气锅炉消耗的天然气量， QMT,t为t时刻燃气轮机消耗 的天然气量， Qload,t为t时刻各子系统消耗的天然气量。 4.如权利要求1或2所述的乡村综合能源系统多目标优化调度方法， 其特征在于： 步骤 S2中， 所述交 互约束集 为： 权　利　要　求　书 1/6 页 2 CN 115169871 A 2式中： x∈{P,H,Q}， x∈P时， xgird,t为t时刻与主网交互的电功率， xij,ex(t)为t时刻子系 统i与其他乡村综合能源系统中的子系统j之间交互的电功率； x∈H时， xgird,t为t时刻与主 网交互的热量， xij,ex(t)为t时刻子系统i与其他乡村综合能源系统中的子系统j之间交互的 热量； x∈Q时， xgird,t为t时刻与主网交互的天然气量， xij,ex(t)为t时刻子系统i与其他乡村 综合能源系统中的子系统j之间交 互的天然气量； 0 ≤t≤T， T是调度周期。 5.如权利要求2所述的乡村综合能源系统多目标优化调度方法， 其特征在于： 步骤S2 中， 所述能源设备能源输出约束集 为： 式中： Px,t为t时刻的能源设备x发电功率， x∈{wind,pv,MT,si}， x∈wind时， Px,t为t时 刻的风机发电功率， x∈pv时， Px,t为t时刻的光伏设备电功率， x∈MT时， Px,t为t时刻的燃气 轮机电功率， x∈si时， Px,t为t时刻储电设备对电的储能充放量； Hy,t为t时刻能源设备y产热 量， y∈{MT,FB,EB,si}， y∈MT时， Hy,t为t时刻燃气轮机产热量， y∈FB时， Hy,t为t时刻燃气锅 炉产热量， y∈EB时， Hy,t为t时刻电锅炉产热量， y∈si时， Hy,t为t时刻储热设备对热的储能 充放量； Qz,t为t时刻能源设备z的天然气产量， z∈{P2G,exc,si}， z∈P2G时， Qz,t为t时刻电 转气装置的天然气产量， z∈exc时， Qz,t为t时刻粪污处理生 成装置的天然气产量， z∈si时， Qz,t为t时刻储气设备对气的储能充放 量。 6.如权利要求2所述的乡村综合能源系统多目标优化调度方法， 其特征在于： 步骤S2 中， 所述储能约束集 为： 0≤xsi,t≤SOCN； 式中： xsi,t为储能装置x在t 时刻所储存或释放的能量， SOCN为储能装置x的额定储能容 量， x∈{P,H,Q}， x∈P时， xsi,t为t时刻储电设备对电的储能充放量； x∈H时， xsi,t为t时刻储 热设备对热的储能充放量； x∈Q时， xsi,t为t时刻储气设备对气的储能充放量； 为t时 刻储能装置x的蓄能功率， 为储能装置x的蓄能功率的最大值， 是引入的0 ‑1状态 变量， 为1时表示储能设备x处于 蓄能状态， 为0时表 示储能设备x处于放能状态； 为t时 刻储能装置x的放能功率， 为储能装置x的放能功率的最大值； 是引入的0 ‑1状态变 量， 为1时表示储能设备x处于放能状态， 为0时表示储能设备x处于蓄能状态。 7.如权利要求2所述的乡村综合能源系统多目标优化调度方法， 其特征在于： 步骤S3 中， 所述多目标函数包括乡村综合能源系统运行成本最低目标函数、 乡村综合能源系统供 能可靠性 最高目标函数和乡村综合能源系统 交互功率波动最小目标函数； 所述乡村综合能源系统运行成本最低目标函数为：权　利　要　求　书 2/6 页 3 CN 115169871 A 3