多能互补分布式能源系统的评价方法、装置、设备和介质与流程

本发明实施例涉及多能互补分布式能源系统的运行调度与评价技术，尤其涉及一种多能互补分布式能源系统的评价方法、装置、设备和介质。

背景技术：

面对全球能源危机与环境问题，全球开始普遍推进能源转型，以可再生的清洁能源如风能、太阳能、生物质能等代替传统的化石能源。推进能源转型的主要措施是将清洁能源以分布式能源的形式接入能源系统，构建多能互补的分布式能源系统与微网。含冷热电联供与分布式可再生能源的微电网，则是一种典型的多能互补分布式能源系统，通过将发电规模较小的装置分散在用户附近、独立输出电、热、冷能，多能互补分布式能源系统可以将具有不同特性，且互相补充的多种分布式电源以微网的形式整合运行，打破传统能源供给相互孤立的藩篱，实现多种能源形式的协同优化。

然而由于风电、光伏发电的不稳定特质，全球各国电网仍然均存在着大量的弃风弃光现象，要构建多种能源互补的分布式能源系统与微网仍然存在着诸多问题。现代智能电网与能源互联网的发展对微网的经济性、节能性、环保性等多项指标均提出了较高的要求，但多能互补分布式能源系统的设计规划与优化调度缺乏统一而可靠的评估标准。

在单目标能效评估指标方面，已有的研究主要从热力学第一定律、热力学第二定律出发对系统能量利用效率、效率进行计算评价，这方面基于cchp(combinedcoolingheatingandpower，热电冷联产系统)的能效评估进展较多，但是针对分布式能源系统整体能效评估的研究目前较少，还处于起步阶段。在多目标评估方面，由于多能互补系统融合了多种能量形式，因此对其进行评估时需要运用多学科交叉思维，综合电气、能源动力学、热力学等多个学科的知识进行设计。通过多种科学方法将多目标问题简化为单目标问题，可以避免求解多目标最优的复杂计算，但是在评价结果上缺乏诸多说服力，直接通过权重优化将不同领域的评价指标求和的评价方法默认为等量的不同领域的评价指标具有等量的意义，这显然有不科学的地方。

技术实现要素：

本发明提供一种多能互补分布式能源系统的评价方法、装置、设备和介质，以实现充分评估多能互补分布式能源系统在能效、经济费用以及污染指数的可挖掘潜力，并提升能源系统的能量高品质利用率。

第一方面，本发明实施例提供了一种多能互补分布式能源系统的评价方法，包括：

建立所述多能互补分布式能源系统的预设评价指标的数学模型；其中，所述预设评价指标包括：能效、经济费用以及污染指数；

根据所述预设评价指标的数学模型，计算出所述预设评价指标所对应的目标值；

根据目标潜力因子数学模型，对所述目标值进行计算，并得到所述多能互补分布式能源系统的目标评价结果。

第二方面，本发明实施例还提供了一种多能互补分布式能源系统的评价装置，该装置包括：

数学模型建立模块，用于建立所述多能互补分布式能源系统的预设评价指标的数学模型；其中，所述预设评价指标包括：能效、经济费用以及污染指数；

目标值计算模块，用于根据所述预设评价指标的数学模型，计算出所述预设评价指标所对应的目标值；

目标评价结果获取模块，用于根据目标潜力因子数学模型，对所述目标值进行计算，并得到所述多能互补分布式能源系统的目标评价结果。

第三方面，本发明实施例还提供了一种终端设备，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一所述的多能互补分布式能源系统的评价方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述任一所述的多能互补分布式能源系统的评价方法。

本发明通过建立多能互补分布式能源系统的预设评价指标的数学模型；根据预设评价指标的数学模型，计算出预设评价指标所对应的目标值；根据目标潜力因子数学模型，对目标值进行计算，并得到多能互补分布式能源系统的目标评价结果的技术手段，解决了大电网峰谷负荷矛盾日益严重的问题，实现风电、光电的消纳并使大电网的运行更为稳定可靠的效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种多能互补分布式能源系统的评价方法的流程图。

图2是本发明实施例二中的一种多能互补分布式能源系统的评价方法的流程图。

图3是本发明实施例二中的多能互补分布式能源系统的能量图。

图4是本发明实施例二中的帕累托前端与待评价方案的目标值的示意图。

图5是本发明实施例二中的多目标潜力因子的示意图。

图6是本发明实施例三中的一种多能互补分布式能源系统的评价装置的结构示意图。

图7是本发明实施例四中的一种终端设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种多能互补分布式能源系统的评价方法的流程图，本实施例可适用于对多能互补分布式能源系统的运行调度与评价的情况，该方法可以由多能互补分布式能源系统的评价装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式来实现，该方法具体包括如下步骤：

s110、建立多能互补分布式能源系统的预设评价指标的数学模型；其中，预设评价指标包括：能效、经济费用以及污染指数。

具体来说，在建立多能互补分布式能源系统的预设评价指标的数学模型时，根据不同的预设评价指标建立不同的数学模型。

在本方案中，建立多能互补分布式能源系统的供能结构，以及建立包含能效、经济以及环境三方面指标的多目标评价数学模型以及评价算法，可以同时评价能源系统的节能性、经济性和环保性。而在评价算法中，以多目标函数数学模型为目标函数对多能互补分布式能源系统的配置方案优化求解，得到出帕累托前端，并根据帕累托前端进行该多能互补分布式能源系统的评价。

其中，能效从能源系统的能量利用效率来建立模型，以及根据能量的利用效率来评价能源系统的节能性；而经济从能源系统的初始投资费用和运行维护费用来建立模型，以及评价能源系统的经济性；而环境从污染物影响值来建立污染指数评价指标的数学模型，以及评价能源系统的环保性。

具体地，多能互补分布式系统主要包括电能、冷能、热能，由发电设备、储能设备、输电设备、多种负荷组成。在本方案中，可从热力学第一定律出发计算得到能源利用效率的一般公式：能效＝终端耗用各种能源总量之和/耗用的一次能源总量。其中，终端耗用各种能源总量之和，可以为外电网、医院、高铁站和充电站等终端耗用电能、热能以及冷能等各种能源的总量之和；而耗用的一次能源总量，可以为风能提供的风电、太阳能提动的光伏、水能提供的水电、外电网以及天然气供能一次所损耗的能源总量之和。

在本方案中，可从多能互补分布式能源系统的初始投资费用和运行维护费用来建立经济费用评价指标的数学模型。具体是，初始投资费用，可以为各个能源设备的初始投资费用之和，而不同种类的能源设备，其初始投资费用也是不同的，并且由于不同能源设备的使用年限不同，其能源设备的资金回收系数也是不同的。而运行维护费用可包括能源系统各个组成部分固有的运行维护费用，比如人工费用等；也可包括能源系统各个组成部分随机的运行维护费用，包括故障维修、能源系统不同运行方式下的折旧费用等；还可包括能源系统中cchp需要定期的燃料补给费用、系统购电费用、cchp发电补贴及新能源发电补贴等，这里在分析时认为分布式能源系统并没有供电上网。

在建立能源系统的污染指数评价指标的数学模型时，可根据能源系统的污染物影响值作为依据。具体地，在本方案中，可采用天然气供能，并可根据天然气供能过程中不同的污染物排放量，即不同气体引起大气酸化、气候变暖、粉尘颗粒增加等污染物影响值来建立能源系统的污染指数评价指标的数学模型。

s120、根据预设评价指标的数学模型，计算出预设评价指标所对应的目标值。

在此需要说明的是，根据能效、经济费用以及污染指数的数学模型，计算出能效、经济费用以及污染指数对应的预设次数的目标值。

具体来说，根据不同多能互补分布式能源系统配置调整的需求，在建立能源系统的多目标评价指标的数学模型时，可以有多种决策变量的选择方案，例如不同场景下cchp、储电、储热装置的容量、选型与配置数量，新能源发电、储能系统等的冷热电出力，此外还可以优化cchp燃料消耗量、外部输入电量等诸多变量，具体决策变量的选取需要根据具体的系统配置以及优化方向来选取。

为了建立多能互补分布式能源系统的帕累托前端，需根据能效、经济费用以及污染指数三个不同评价指标的数学模型，对能源系统的多目标值进行多次求解。其中，根据不同评价指标的数学模型计算得到能量的利用效率、能源系统的初始费用以及运行维护费用，以及能源系统的污染物影响值，并综合考虑能效评价指标、经济性评价指标、环境评价指标而得到的多目标综合指标的数学模型为：minf＝(η,m,w)，计算出多个能效、经济费用和污染指数评价指标的最小值，并作为各个评价指标的目标值。

其中，η表示的是能源系统的能量的利用效率，m为能源系统的初始费用以及运行维护费用之和，而w为能源系统的污染物影响值。当然，f表示的是分别取出η、m、w三个值的最小值。由于，能源系统的利用效率越高，说明能源系统的节能性越好；能源系统的初始费用以及运行维护费用之和，以及能源系统的污染物影响值越小，说明能源系统的经济性和环保性越好。因此，在实际的计算过程中，将对η取负数或者取倒数，而m和w取其正数，以计算出能效、经济费用以及污染指数三个目标评价指标值。

对每个预设评价指标对应的目标值根据预设的第一数值提取模型、第二数值提取模型和第三数值提取模型进行识别提取，以获取每个预设评价指标对应的第一目标值、第二目标值和第三目标值。

具体来说，利用能效、经济费用和污染指数评价指标的数学模型，以及多目标综合指标的数学模型，而得到的多个能量的利用效率、能源系统的初始费用以及运行维护费用，以及能源系统的污染物影响值，作为帕累托最优解或非劣解，并将帕累托最优解进行拟合以得到帕累托前端，同时，并从多个能量的利用效率、能源系统的初始费用以及运行维护费用，以及能源系统的污染物影响值中，挑选出每个评价指标的最小值作为第三目标值，而选出的每个评价指标的最大值作为第一目标值，而随机选出的能量的利用效率、能源系统的初始费用以及运行维护费用，以及能源系统的污染物影响值作为第二目标值。其中，第二目标值与第一目标值以及第三目标值不为同一个值。

s130、根据目标潜力因子数学模型，对目标值进行计算，并得到多能互补分布式能源系统的目标评价结果。

具体地，将第一目标值和第二目标值的差值，和第一目标值和第三目标值的差值进行相除，以得到多能互补分布式能源系统的目标评价结果。

在本方案中，将能量的利用效率、能源系统的初始费用以及运行维护费用，以及能源系统的污染物影响值的最大值与随机选出的能量的利用效率、能源系统的初始费用以及运行维护费用，以及能源系统的污染物影响值进行对应的相减，即为δx，δy，δz。以及将能量的利用效率、能源系统的初始费用以及运行维护费用，以及能源系统的污染物影响值的最大值与随机选出的能量的利用效率、能源系统的初始费用以及运行维护费用，以及能源系统的污染物影响值的最小值相减，即为xmax-xmin，ymax-ymin，zmax-zmin，并根据多目标潜力因子的计算公式：计算出能量的利用效率、能源系统的初始费用以及运行维护费用，以及能源系统的污染物影响值对应的潜力因子，并根据各个评价指标的潜力因子，对多能互补分布式能源系统的目标进行评价。

本实施例的技术方案，本发明通过建立多能互补分布式能源系统的预设评价指标的数学模型；根据预设评价指标的数学模型，计算出预设评价指标所对应的目标值；根据目标潜力因子数学模型，对目标值进行计算，并得到多能互补分布式能源系统的目标评价结果的技术手段，解决了大电网峰谷负荷矛盾日益严重的问题，实现风电、光电的消纳并使大电网的运行更为稳定可靠的效果。

在上述技术方案的基础上，在所述根据目标潜力因子数学模型，对所述目标值进行计算，并得到所述多能互补分布式能源系统的目标评价结果之后，该方法还包括：

对目标评价结果进行评估分析，以得到预设评价指标的潜力值。

具体来说，当通过多目标潜力因子的计算公式，计算得出能量的利用效率、能源系统的初始费用以及运行维护费用，以及能源系统的污染物影响值对应的潜力因子时，对各个评价指标与帕累托前端进行距离比较，并根据距离得到各个评价指标的潜力值。

根据潜力值，对对应的预设评价指标进行挖掘，以改进多能互补分布式能源系统。

在本方案中，若评价指标在某一维度上距离越大，说明多能互补分布式能源系统配置该方案，在该评价指标的维度上进一步挖掘的潜力越大。举例来说，若在进行多个方案比较时，该待评价方案的δx相对最大而δy、δz相对来说均较小，说明相对于其他方案，该被评价方案在节能性(即x轴)上具有较高的挖掘潜力，在经济性(即y轴)、环保性(即z轴)上均已达到该系统的优化极限，可以重点提升该方案的节能性。

本实施例的技术方案，本发明进一步地通过对目标评价结果进行评估分析，以得到预设评价指标的潜力值；根据潜力值，对对应的预设评价指标进行挖掘，以改进多能互补分布式能源系统，实现了多能互补分布式能源系统在能效、经济、环境等方面的评估与改进，充分评估多能互补分布式能源系统在节能性、经济性、环保性上的可挖掘潜能，并提升系统的能量高品质利用率。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种多能互补分布式能源系统的评价方法的流程图，本实施例可适用于对多能互补分布式能源系统配置方案的多目标评价的情况，具体包括如下步骤：

s210、建立多能互补分布式能源系统能效评价指标的数学模型。

在本方案中，如图3所示，通常多能互补分布式能源系统主要包括电能、冷能、热能，由发电设备、储能设备、输电设备、多种负荷组成。本发明专利主要考虑的发电形式有风力发电、光伏发电、水电、储电设备供电、cchp供电、外电网购电，此外系统中还有热泵、储热装置以及储电装置，最终供电负荷有多种形式，其中，风能、太阳能和水能表示的是可再生能源供电，热能、热泵和储热表示供热，冷能表示供冷，电能、外电网和cchp供电均为供电，而热能为储热装置供能，以及电能为储电装置和热泵供电表示多能互补分布式能源系统内部供能，因此，储电装置(储电)和热泵的电能和储热装置(储热)的热能，均不被q6、q7、q8包含。其中，电能可以为外电网、医院、高铁站和充电站供电；热能可以为医院和高铁站供热；冷能可以为医院和高铁站供冷，但对此并不进行限定。

在进行能效评估时，利用热力学第一定律与热力学第二定律可以分别得到不同的能效评估结果。

具体来说，利用从热力学第一定律出发得到的计算能源利用效率的一般公式：能效＝终端耗用各种能源总量之和/耗用的一次能源总量，以及根据图3所示的多能互补分布式能源系统的能量图，可以得到：

式中，q1为供给储电设备的电能，单位j；q10为输入储热设备的热能，单位j，由于储电、储热设备的储放运行周期基本以天为单位，不存在长时间存储与利用的情况，因此在以年为时间单位计算能效的过程中，终端耗用各种能源总量和中不包含q1与q10。q2为供给cchp的天然气的能量，可以通过天然气耗量与热值进行计算，单位j；q3、q4、q5、q11分别为风力发电、光伏发电、小水电发电以及外电网购电的电能，单位j；q6为该系统供冷能量，可以通过供冷气体的流量、温度、压强、热值计算得到，单位j；q7为该系统供热能量，可以通过供热蒸汽的流量、温度、压强、热值计算得到，单位j；q8为该系统供电能量，单位j；q9为热泵供热运行所需的电能，单位j。

当然，在需要对能源系统作进一步地高品质的使用，则可以通过计算效率以提升能源系统的高品质利用率。其中，利用从热力学第二定律出发得到的计算效率考的计算公式：效率＝(终端耗用的电能+终端耗用的冷能*折算系数+终端耗用的热能*折算系数)/耗用的一次能源总量，折算系数＝温度变化量绝对值/输出冷量或者热量工质的温度，这里的折算系数是在等温条件下直接计算熵增，利用热力学第二定律得到的。根据多能互补分布式系统的能量流图，可以得到：

式中，α6、α7分别为冷能、热能的折算系数δt为温度变化量绝对值，ti为输出冷量或者热量工质的温度，单位k；电能的折算系数为1，无需进行折算计算。

s220、建立多能互补分布式能源系统经济费用评价指标的数学模型。

在本方案中，经济费用评价指标的数学模型可以包括初始投资费用和运行维护费用。具体地，多能互补分布式能源系统的初始投资费用的计算公式如下：

其中，minj为组成多能互补分布式能源系统的各个部分的初始投资金额，单位为：元；j为各个设备的编号，依次为光伏发电、风力发电、小水电、储电设备、cchp、热泵、储热装置、电网部分、冷网部分、热网部分。在进行实际计算时，可以将同类设备合并，来对每个设备的电价建设资金进行分析。举例来说，当多能互补分布式能源系统中由六个cchp，则将该六个cchp的初始投资费用进行合并计算。

其中，各个部分的初始投资具体计算公式如下：

minj＝r·munitj·pj

其中，r为资金回收系数；munitj为单位容量该设备的初始投资费用，单位元/kw，不同种类的cchp、储能装置等的munitj不同；pj为每个部分的额定负荷容量，单位kw，每个部分的额定负荷容量不同，初始投资金额不同。其中，资金回收系数r的计算公式如下：

其中，r为年利率，一般为3％，n为联供系统各设备使用年限，一般为20-30年。

当然，多能互补分布式能源系统的经济费用评价指标的数学模型，还包括：运行维护费用，其中，运行维护费用可包括系统各个部分固有的运行维护费用，包括人工费用等；还可包括系统各部分随机的运行维护费用，包括故障维修、系统不同运行方式下的折旧费用等；也可包括分布式系统中cchp需要定期的燃料补给费用、系统购电费用、cchp发电补贴及新能源发电补贴等，这里在分析时认为分布式系统并没有供电上网。

假如，能源系统在某个时间段内的运行维护费用如下式：

。其中，t为时间，单位年；munitj为单位时间内该系统各组成部分单位容量固定的运行维护费用，单位元/kwh；mwj为单位时间内该系统各组成部分单位容量随机的运行维护费用，单位元/kwh；对于不同的设备类型，munitj、mwj不同；pj为每个部分的额定负荷容量，单位kw；mgas,elec,i为单位时间内该系统cchp部分单位容量所用天然气价格、或者单位购电价格、或者单位发电补贴金额，单位元/m³；cgas,elec,i为单位时间内天然气的消耗量，单位m³；pgas,elec,i为每个部分对应的负荷容量，单位kw；i为需要计算的机组的编号。

当然，在实际的经济费用的计算过程中，为了简化经济部分的运算，可以直接运用系统已经折算的发电成本来代替风电、水电、光电的投资运营成本。

根据能源系统的初始投资费用和运行维护费用，在对经济费用评价指标的数学模型，可根据公式：m＝min+mrun进行模型建立，并通过m值来评估能源系统的经济性。

s230、建立多能互补分布式能源系统的污染指数评价指标的数学模型。

在本方案中，可根据能源系统的污染物影响值来建立多能互补分布式能源系统的污染指数评价指标的数学模型。

具体地，整个多能互补分布式能源系统主要由天然气供能，参考天然气供能存在的相应排放指标，可以按照如下方法计算污染物的排放量：

其中，μi为在使用天然气的情况下，不同种类污染气体的排放系数；t为时间，单位年；cgas为单位时间内天然气的消耗量，单位m³；i为不同种类污染气体的编号，依次排序为n2o、so2、nox、ch4、co2、pm2.5。当然，综合不同气体引起大气酸化、气候变暖、粉尘颗粒增加等影响，可以得到如下计算环境污染指标的计算方法：其中，w1、w2、w3分别代表着污染物产生的大气酸化、气候变暖、粉尘颗粒增加三种效应的权重因子，可以根据实际评价需求来确定；φi代表着第i类污染物产生大气酸化的效果因子；ρi代表着第i类污染物产生气候变暖的效果因子；θi代表着第i类污染物产生粉尘颗粒增加的效果因子；ci为第i种污染物的排放量。三种效果因子的确定方法如下，本发明根据不同气体引起大气酸化、气候变暖、粉尘颗粒增加的潜能值，来定量计算其对环境污染的影响。潜能值越高，其产生污染的程度就越大。

s240、建立多能互补分布式能源系统的评价指标的数学模型。

具体来说，根据不同多能互补系统配置调整的需求，在建立系统的多目标评价模型时，可以有多种决策变量的选择方案，例如cchp、储电、储热装置的容量、选型与配置数量，不同场景下cchp、新能源发电、储能系统等的冷热电出力，此外还可以优化cchp燃料消耗量、外部输入电量等诸多变量，具体决策变量的选取需要根据具体的系统配置以及优化方向来选取。

其中，综合考虑能效评价指标、经济性评价指标、环保性评价指标可以得到多目标综合指标的数学模型为：

minf＝(η,m,w)

其中，η表示的是能源系统的能量的利用效率，m为能源系统的初始费用以及运行维护费用之和，而w为能源系统的污染物影响值。当然，f表示的是分别取出η、m、w三个值的最小值。

s250、建立多能互补分布式能源系统的约束条件的数学模型。

在本方案中，建立热能，冷能以及电能的各个供能设备的出力约束条件。具体地，热能可包括：燃气锅炉的约束和cchp约束；冷能可包括：电制冷机出力约束和cchp约束；电能可包括：chhp约束、风电出力约束、光伏出力约束和储电设备约束。

具体地，燃气锅炉的约束可采用二阶燃气锅炉模型，具体计算公式如下：q(i)＝η(i)f(i)，其中，q(i)为单位时间内燃气锅炉的发热功率，η(i)为其在实际运行效率，f(i)为单位时间内燃气锅炉天然气的消耗功率；ηn为其额定效率；β(i)为燃气锅炉单位时间内的负荷率。

其爬坡限制为：ql,burn≤q(i+1)-q(i)≤qh,burn。其中，ql，burn、qh，burn分别为燃气锅炉热出力的爬坡上下限。

其处理范围为：0≤qre(i)≤qren。其中，qren为燃气锅炉在单位时间内的额定功率。

而电制冷机处理约束可由0≤cec(i)≤cecn来计算得出，其中，cecn为电制冷机在单位时间内的额定功率。

具体地，电能的约束条件可包括：chhp约束、风电出力约束、光伏出力约束和储电设备约束。其中，chhp约束可由plmin≤pl(i)≤plmax和pl,cchp≤pl(i+1)-pl(i)≤ph,cchp进行约束。式中，pl(i)为单位时间内冷热电联供系统的电出力，plmin、plmax分别表示电出力上限与下限；式中，pl,cchp、ph,cchp分别表示电出力的爬坡约束功率的上下限。

同样的，而冷热电联供对于供热与供冷的能力主要有阈值约束与爬坡约束，均可以用以下的模型来表述：

hlmin≤hl(i)≤hlmax

hl,cchp≤hl(i+1)-hl(i)≤hh,cchp

式中，hl(i)为单位时间内冷热电联供系统的热出力或者冷出力，hlmin、hlmax表述的是热出力或者冷出力的上下限，hl,cchp、hh,cchp表示的是热出力或者冷出力爬坡功率的上下限。注意由于余热锅炉或溴化锂机组的限制，冷热电联供系统在同一时刻只能进行集中供热或集中供冷中的一种运行方式。

对冷热联供系统建模的关键在于其冷热电的耦合关系，由于能量转换机制的影响，冷热电联供系统电出力与热出力或者冷出力是同增同减的，一般而言，电热之间的关系不是简单的线性关系，为了方便起见，本模型中近似认为两者呈一定的线性关系，用相应的系数来表示，实际计算中可以根据冷热电联供系统的运行数据来进行更为精确的冷热电耦合关系建模。模型表示如下：

afpl(i)+bfhl(i)＝fl(i)

hl(i)＝c1pl(i)+c2

式中af、bf均为效率因数，fl(i)为单位时间内天然气消耗功率；式中，c1、c2为效率因数，若只发电时则不需要满足该式的约束条件，当系统的供电功率为0时，系统的供热或供冷功率也降低为0。

而风电出力约束，可由进行约束，其中，pwind(i)、分别为风机在单位时间内的实际出力与预测出力。进一步地，光伏出力约束，可由进行约束，其中，ppv(i)、分别为风机在单位时间内的实际出力与预测出力。

具体地，在多能系统中电储能设备一般在几天内均会充放电一次，主要用于系统的电负荷供电与电能在时间上的调节，同时借助储电设备，分布式系统可以在大电网谷价时买电并储存，以提高整体系统的经济性。储电装置的数学模型主要包括其充放电功率限制、电储能剩余电量的能量平衡约束、电储能的容量限制、电储能的互补约束(同一时刻储能只能进行充电或是放电)，其相应的数学模型如下：

0≤pdis,char(i)≤pmax

soc(i)＝soc(i-1)+ηcpchar(i)-pdis(i)/ηd

socmin≤soc(i)≤socmax

pdis(i)·pchar(i)＝0

其中，pdis，char(i)为单位时间内储能系统充放电功率，pmax为充放电功率上限，充电与放电的功率上限可以不同，soc(i)是电储能系统单位时间内储能容量，ηc、ηd为充放电效率系数，pdis(i)为储能系统单位时间的放电功率，socmin、socmax为储电装置储能的上下限。

其中，电能、热能以及冷能均满足能量守恒定律。具体地，电负荷(电能)平衡公式为热能(热负荷)平衡公式为：冷能(冷负荷)平衡公式为：其中，pcchp(i)为单位时间内冷热电联供系统的电出力，pbuy(i)为单位时间内水电的电出力，为单位时间内储能系统充放电功率；qcchp(i)为单位时间内冷热电联供系统的热出力，单位时间内储能系统的热出力；ccchp(i)为单位时间内冷热电联供系统的冷出力。

s260、建立多能互补分布式能源系统帕累托前端的多目标潜力因子的数学模型。

通过s210-s250的数学模型求解，可以得到一系列的pareto最优解或非劣解，将足够多的pareto最优解拟合即可得到pareto前端，基于pareto前端可以从能效指标、经济指标、环保指标出发，评价已有方案的节能性、经济性、环保性的优劣。分别以能效指标、经济指标、环保指标为坐标轴x、y、z，建立三维立体坐标系，并将pareto前端与待评价方案绘制于坐标系内，如图4所示。

通过对比待评价方案在三维尺度上与帕雷托前沿的距离，形成方案的多目标潜力因子：

通过pareto前端可以找到系统在多目标维度上的最大值与最小值xmax、xmin、ymax、ymin、zmax、zmin，以之为参考进行折算，可以通过百分比直观了解到系统在多目标方向上的可挖掘潜力。

如图5所示，圆点表示待评价方案最终的多目标评价结果，通过比较其与pareto前端的距离，可以找到待评价方案在多目标上可以发展的潜力因数δx、δy、δz。在某一维度上距离越大，说明该方案在该维度上进一步挖掘的潜力越大。以图示例子进行分析，在进行多个方案比较时，该待评价方案的δx相对最大而δy、δz相对来说均较小，说明相对于其他方案该被评价方案在节能性(即x轴)上具有较高的挖掘潜力，在经济(性即y轴)、环保性(即z轴)上均已达到该系统的优化极限，可以重点提升该方案的节能性。。

s270、建立多能互补分布式能源系统的多目标评价算法。

具体是，计算多目标问题的最优解集；帕累托前端计算：如果模型是凸的，则通过多目标评价指标的算法计算系统的帕累托前端；如果模型是非凸的，则可以使用许多简单的算法，由于在本发明的实施例中，均计算能源系统给的帕累托前端，则不再赘述简单算法的具体计算过程；通过s210-s250计算多目标数学模型的数值，以及通过s260计算多目标潜力因子数学模型的数值；如果计划需要对能源系统进行高品质的使用，则计算效率以修正计划；基于得到的结果即为评价结果。通过分析不同的决策变量与不同的目标函数之间的关系，可以进行改进。

本方案选择了多个评价指标并进行合并简化，建立了系统在能效、经济、环保三方面的数学评价模型。并且在这些的指标模型的基础上形成了新型的多目标评价方法，即以能效、经济、环保多个指标为目标函数求解系统的pareto前端，然后基于pareto前端建立系统的多目标潜力因子，最后综合系统的多目标潜力因子数值与多目标指标数值来对系统进行综合评价。以pareto前端为参考，使得此方法相比于传统层次分析法而言具有较强的可信度。

本方案以系统的pareto前端为参考，首次提出通过多目标潜力因子评价方案，即通过原始方案与pareto前端在三维指标上的距离，评价分析系统现有运行配置方案在能效、经济、环境等方面的挖掘潜力，并提出更为合理的运行配置改进方案。以pareto前端作为归一化依据，比传统层次分析法依靠系统单目标最大值进行系统优化要更为可靠。最后，为了避免传统多能系统中，由于能效指标选取重点在于能量利用效率，而造成的过度重视能量数量的利用而不是能量高品质利用这一问题，本方案结合热力学相关知识，引入效率修正方案，用于多方案多目标评价时的评价修正。

本实施例的技术方案，通过对多能系统的建模、对多目标评价指标的建模、对系统pareto前端的求解、系统的多目标潜力因子评估以及效率修正，通过多能互补分布式能源系统的多目标评价方法可以实现多能互补分布式能源系统在能效、经济、环境等方面的评估与改进，充分评估系统在节能性、经济性、环保性上的可挖掘潜能，并提升系统的能量高品质利用率。

实施例三

图6为本发明实施例三提供的一种多能互补分布式能源系统的评价装置的结构示意图，本实施例可适用于对多能互补分布式能源系统配置方案的多目标评价的情况，该装置可采用软件和/或硬件的方式来实现，如图6所示，该系统软件的还原装置具体包括：数学模型建立模块310，目标值计算模块320和目标评价结果获取模块330。

其中，数学模型建立模块310，用于建立所述多能互补分布式能源系统的预设评价指标的数学模型；其中，所述预设评价指标包括：能效、经济费用以及污染指数；

目标值计算模块320，用于根据所述预设评价指标的数学模型，计算出所述预设评价指标所对应的目标值；

目标评价结果获取模块330，用于根据目标潜力因子数学模型，对所述目标值进行计算，并得到所述多能互补分布式能源系统的目标评价结果。

进一步地，所述数学模型建立模块310，包括：

第一数学模型建立单元311，用于根据所述能源系统的能量利用效率建立所述能源系统的能效评价指标的数学模型；

第二数学模型建立单元312，用于根据所述能源系统的初始费用以及运行维护费用建立所述能源系统的经济费用评价指标的数学模型；

第三数学模型建立单元313，用于根据所述能源系统的污染物影响值来建立所述能源系统的污染指数评价指标的数学模型。

进一步地，所述目标值计算模块320，包括：

目标值计算单元321，用于根据所述能效、经济费用以及污染指数的数学模型，计算出所述能效、经济费用以及污染指数对应的预设次数的目标值；

目标值获取单元322，用于对每个所述预设评价指标对应的目标值根据预设的第一数值提取模型、第二数值提取模型和第三数值提取模型进行识别提取，以获取每个所述预设评价指标对应的第一目标值、第二目标值和第三目标值。

进一步地，目标评价结果获取模块330，具体包括：

将所述第一目标值和第二目标值的差值，和所述第一目标值和所述第三目标值的差值进行相除，以得到所述多能互补分布式能源系统的目标评价结果。

进一步地，该装置，还包括：

潜力值获取模块340，用于对所述目标评价结果进行评估分析，以得到所述预设评价指标的潜力值；

预设评价指标挖掘模块350，用于根据所述潜力值，对对应的所述预设评价指标进行挖掘，以改进所述多能互补分布式能源系统。

上述多能互补分布式能源系统的评价装置可执行本发明任意实施例所提供的多能互补分布式能源系统的评价方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图7为本发明实施例四提供的一种终端设备的结构示意图。图7示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备412的框图。图7显示的计算机设备412仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图7所示，计算机设备412以通用计算设备的形式表现。计算机设备412的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元416，系统存储器428，连接不同系统组件(包括系统存储器428和处理单元416)的总线418。

总线418表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。

计算机设备412典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备412访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器428可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)430和/或高速缓存存储器432。计算机设备412可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统434可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图7未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图7中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom，dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线418相连。系统存储器428可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块442的程序/实用工具440，可以存储在例如系统存储器428中，这样的程序模块442包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块442通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备412也可以与一个或多个外部设备414(例如键盘、指向设备、显示器424等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备412交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备412能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口422进行。并且，计算机设备412还可以通过网络适配器420与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器420通过总线418与计算机设备412的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备412使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元416通过运行存储在系统存储器428中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的一种多能互补分布式能源系统的评价方法，包括：

建立多能互补分布式能源系统的预设评价指标的数学模型；其中，预设评价指标包括：能效、经济费用以及污染指数；

根据预设评价指标的数学模型，计算出预设评价指标所对应的目标值；

根据目标潜力因子数学模型，对目标值进行计算，并得到多能互补分布式能源系统的目标评价结果。

进一步地，建立所述多能互补分布式能源系统的预设评价指标的数学模型，包括：

根据能源系统的能量利用效率建立能源系统的能效评价指标的数学模型；

根据能源系统的初始费用以及运行维护费用建立能源系统的经济费用评价指标的数学模型；

根据能源系统的污染物影响值来建立能源系统的污染指数评价指标的数学模型。

进一步地，根据所述预设评价指标的数学模型，计算出预设评价指标对应的目标值，包括：

根据能效、经济费用以及污染指数的数学模型，计算出能效、经济费用以及污染指数对应的预设次数的目标值；

对每个预设评价指标对应的目标值根据预设的第一数值提取模型、第二数值提取模型和第三数值提取模型进行识别提取，以获取每个预设评价指标对应的第一目标值、第二目标值和第三目标值。

进一步地，根据目标潜力因子数学模型，对目标值进行计算，以得到多能互补分布式能源系统的目标评价结果，包括：

将第一目标值和第二目标值的差值，和第一目标值和第三目标值的差值进行相除，以得到多能互补分布式能源系统的评价结果。

进一步地，在根据目标潜力因子数学模型，对目标值进行计算，并得到多能互补分布式能源系统的目标评价结果之后，包括：

对目标评价结果进行评估分析，以得到预设评价指标的潜力值；

根据潜力值，对对应的预设评价指标进行挖掘，以改进多能互补分布式能源系统。

实施例六

本发明实施例六还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的一种多能互补分布式能源系统的评价方法，包括：

建立多能互补分布式能源系统的预设评价指标的数学模型；其中，预设评价指标包括：能效、经济费用以及污染指数；

根据预设评价指标的数学模型，计算出预设评价指标所对应的目标值；

根据目标潜力因子数学模型，对目标值进行计算，并得到多能互补分布式能源系统的目标评价结果。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是--但不限于--电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。