(19)中华 人民共和国 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 202111425551.9 (22)申请日 2021.11.26 (71)申请人 国网江苏省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 211103 江苏省南京市江宁区帕威尔 路1号 (72)发明人 朱丹丹　贾勇勇　周前　周建华　 李强　贾宇乔　 (74)专利代理 机构 苏州市中南伟业知识产权代 理事务所(普通 合伙) 32257 代理人 刘卉 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 一种多区域综合能源系统集成与协同优化 方法及装置 (57)摘要 本申请公开了一种多区域综合能源系统集 成与协同优化方法及装置。 该方法首先建立办公 区、 住宅区和商业区三个区域的能量枢纽模型， 并以此为基础建立多区域 综合能源系统模型， 其 中办公区、 住宅区和商业区通过能源网络传输模 型相连， 外部还连接上级配电网和外部燃气网。 然后以能耗成本最低为优化目标确定优化目标 函数。 最后根据优化目标函数并结合约束条件， 建立多区域综合能源系统优化模型对能源分配 进行优化。 本申请综合办公区、 住宅区和商业区 的用能特性和负荷特性， 建立多个区域的联立和 互动， 将多种形式的能源统一整合， 且满足多个 区域的负荷要求， 实现区域间的互补互济， 进一 步提高整个系统的经济效益， 降低其环境成本 。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 114118803 A 2022.03.01 CN 114118803 A 1.一种多区域综合能源系统集成与协同优化方法， 其特 征在于， 包括： 利用通用型能量枢纽的建模方法， 对办公区、 住宅区和商业区进行建模， 确定三个能量 枢纽模型， 分别为办公区 能量枢纽模型、 住宅区 能量枢纽模型和商业区 能量枢纽模型； 建立能源网络传输模型， 所述 能源网络传输模型包括电力传输网络模型和天然气传输 网络模型， 用于连接所述办公区、 所述住宅区和所述商业区； 根据所述办公区能量枢纽模型、 所述住宅区能量枢纽模型和所述商业 区能量枢纽模型 和所述能源网络传输模型， 并结合上级配电网和外部燃气网， 建立多区域综合能源系统模 型； 根据所述多区域综合能源系统模型， 并以能耗成本最低为优化目标， 确定多区域综合 能源系统的优化目标函数； 根据所述优化目标函数和预设的约束条件， 建立多区域综合能源系统优化模型， 对能 源分配进行优化。 2.根据权利要求1所述的多区域综合 能源系统集成与协同优化方法， 其特征在于， 所述 办公区能量枢纽模型包括办公区供 给模块、 办公区转换模块和办公区消费模块； 所述住宅区能量枢纽模型包括住宅区供给模块、 住宅区转换模块、 住宅区存储模块和 住宅区消费模块； 所述商业区 能量枢纽模型包括商业区供 给模块、 商业区转换模块和商业区消费模块。 3.根据权利要求1所述的多区域综合 能源系统集成与协同优化方法， 其特征在于， 所述 根据所述多区域综合能源系统模型， 并以能耗成本最低为优化 目标， 确定多区域综合能源 系统的优化目标函数， 包括： 获取电价和天然气价格； 根据所述多区域综合 能源系统模型确定所述上级配电网的交换功率， 以及确定所述外 部燃气网交换的燃气体积； 根据所述电价、 所述天然气价格、 所述上级配电网的交换功率和所述外部燃气网交换 的燃气体积， 并以能耗成本最低为优化目标， 确定所述优化目标函数。 4.根据权利要求3所述的多区域综合 能源系统集成与协同优化方法， 其特征在于， 所述 根据所述电价、 所述天然气价格、 所述上级配电网的交换功率和所述外部燃气网交换 的燃 气体积， 并以能耗成本最低为优化目标， 确定所述优化目标函数， 包括： 通过如下公式确定所述优化目标函数： 其中， t表示时刻； Ce(t)表示t时刻的电价； Cg(t)表示t时刻的天然气价格； 表示t时 刻上级配电网的交换功率； 表示t时刻外 部燃气网交换的燃气体积。 5.根据权利要求1所述的多区域综合 能源系统集成与协同优化方法， 其特征在于， 所述 约束条件 包括所述能量枢纽模型中的模块约束、 能量枢纽耦合矩阵约束和传输网络约束。 6.根据权利要求2所述的多区域综合 能源系统集成与协同优化方法， 其特征在于， 所述 办公区能量枢纽模型包括办公区 能量枢纽的能量关系表达矩阵； 通过如下公式确定所述办公区 能量枢纽的能量关系表达矩阵：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114118803 A 2其中， L办表示预设的办公区负荷矩阵； 表示预设的办公区转换耦合矩阵； 表示预 设的办公区网络输入矩阵； 表示预设的办公区新能源和储气罐输入矩阵； 表示预设 的办公区P2G能量矩阵。 7.根据权利要求2所述的多区域综合 能源系统集成与协同优化方法， 其特征在于， 所述 住宅区能量枢纽模型包括住宅区 能量枢纽的能量关系表达矩阵； 通过如下公式确定所述住宅区 能量枢纽的能量关系表达矩阵： 其中， L住表示预设的住宅区负荷矩阵； 表示预设的住宅区转换耦合矩阵； 表示预 设的住宅区网络输入矩阵； 表示预设的住宅区新能源和储气罐输入矩阵； 表示预设 的住宅区P2G能量矩阵； S住表示预设的储能矩阵。 8.根据权利要求2所述的多区域综合 能源系统集成与协同优化方法， 其特征在于， 所述 商业区能量枢纽模型包括商业区 能量枢纽的能量关系表达矩阵； 通过如下公式确定所述商业区 能量枢纽的能量关系表达矩阵： 其中， L商表示预设的商业区负荷矩阵； 表示预设的商业区转换耦合矩阵； 表示预 设的商业区网络 输入矩阵； 表示预设的商业区新能源和储气罐输入矩阵。 9.根据权利要求1所述的多区域综合 能源系统集成与协同优化方法， 其特征在于， 所述 对能源分配进行优化， 包括对上级配电网的交换功率、 外部燃气网交换 的燃气体积和所述 能量枢纽模型中各设备的输出进行优化。 10.一种多区域综合 能源系统集成与协同优化装置， 其特征在于， 所述多区域综合 能源 系统集成与 协同优化装置应用于权利要求 1‑9任一项所述的多区域综合能源系统集成与协 同优化方法， 所述多区域综合能源系统集成与协同优化装置包括： 能量枢纽建模单元， 用于利用通用型能量枢纽的建模方法， 对办公区、 住宅区和商业 区 进行建模， 确定三个能量枢纽模 型， 分别为办公区能量枢纽模 型、 住宅区能量枢纽模型和商 业区能量枢纽模型； 传输模型构建单元， 用于建立能源网络传输模型， 所述能源网络传输模型包括电力传 输网络模型和天然气传输网络模型， 用于连接所述办公区、 所述住宅区和所述商业区； 系统模型构建单元， 用于根据所述办公区能量枢纽模型、 所述住宅区能量枢纽模型和 所述商业区能量枢纽模型和所述能源网络传输模型， 并结合上级配电网和外部燃气网， 建 立多区域综合能源系统模型； 目标函数确定单元， 用于根据所述多区域综合能源系统模型， 并以能耗成本最低为优 化目标， 确定多区域综合能源系统的优化目标函数； 能源分配优化单元， 用于根据所述优化目标函数和预设的约束条件， 建立多区域综合 能源系统优化模型， 对能源分配进行优化。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114118803 A 3