基于碳排放约束下氢碳耦合的综合能源系统建设时序生成方法与流程

本技术涉及综合能源系统规划，特别是涉及一种基于碳排放约束下氢碳耦合的综合能源系统建设时序生成方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

1、近年来能源需求日益增大，为了满足能源需求的同时缓解能源危机与环境问题，综合能源服务产业近些年也得到了飞速发展。综合能源系统将电/气/热/冷等多种能源紧密耦合并可以灵活转换，显著提高了可再生能源的消纳能力和能源利用效率，因此，综合能源系统的规划工作越发重要。

2、传统多阶段规划基于给定的时间年限自定义不同建设时序下进行设备容量的规划，由于采用人为确定建设时序的方式没有科学依据，也无法对整个综合能源系统的设计实现最优化，而且具有一定的局限性，所以得出的配置结果也不一定是最佳方案，进而导致综合能源系统的建设规划方案的合理性和适用性较差。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够改善综合能源系统的建设规划方案的合理性和适用性，基于碳排放约束下氢碳耦合的综合能源系统建设时序生成方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

2、第一方面，本技术提供了一种基于碳排放约束下氢碳耦合的综合能源系统建设时序生成方法。所述方法包括：

3、获取综合能源系统中待建设案例对应的实际案例数据；

4、获取综合能源系统的多能流耦合模型；所述多能流耦合模型为耦合利用氢能和碳能的线性规划模型；

5、根据所述实际案例数据，构建所述多能流耦合模型对应的线性规划问题；

6、获取预构建的候选设备单元模型，执行针对所述线性规划问题的求解指令，得到针对所述综合能源系统中的待建设案例对应的目标建设时序方案；所述求解指令用于指示计算机设备基于所述候选设备单元模型中体现的设备投建年份规划指导信息，以最小化所述多能流耦合模型对应的全周期总成本现值为求解目标，以设备运行约束条件和功率平衡约束条件为约束条件，求解所述线性规划问题；所述目标建设时序方案用于表征所述综合能源系统中待建设案例在建设过程的具体实施措施。

7、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

8、获取全周期成本信息、规划期末的现值系数和规划期末的设备残值；

9、将所述规划期末的现值系数和所述规划期末的设备残值进行融合，基于融合结果和所述全周期成本信息进行加权，确定所述全周期总成本现值；所述全周期总成本现值用于构建所述求解目标。

10、在其中一个实施例中，所述获取全周期成本信息，包括：

11、将各规划阶段对应设备投资成本和起始年的现值系数进行融合，将融合结果按照规划阶段进行求和，确定第一求和结果；

12、将购能成本、运行成本、维护成本和系统碳成本进行加权，将加权结果按照规划年份进行求和，确定第二求和结果；

13、将所述第一求和结果、所述第二求和结果和弃光的惩罚成本进行加权，得到所述全周期成本信息。

14、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

15、根据电解水制氢对应设备的功率信息、功率转化信息、二次利用效率信息和电解容量信息，确定电解水制氢约束条件；

16、根据储氢设备的充放决策变量、储氢容量信息和充放效率信息，确定储氢约束条件；

17、根据所述电解水制氢约束条件和所述储氢约束条件，确定所述设备运行约束条件。

18、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

19、获取电网平衡约束条件、氢网平衡约束条件、冷网平衡约束条件、热网平衡约束条件和气网平衡约束；

20、合并所述电网平衡约束条件、所述氢网平衡约束条件、所述冷网平衡约束条件、所述热网平衡约束条件和所述气网平衡约束，确定所述功率平衡约束条件。

21、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

22、获取至少一个参考应用场景对应的参考建设时序方案；

23、基于弃光惩罚成本评价标准和经济性评价标准，计算得到各所述参考建设时序方案对应的第一评价指标，计算得到所述目标建设时序方案对应的第二评价指标；

24、根据所述第一评价指标和所述第二评价指标，确定针对所述目标建设时序方案的目标评价结果。

25、第二方面，本技术还提供了一种基于碳排放约束下氢碳耦合的综合能源系统建设时序生成装置。所述装置包括：

26、实际案例数据获取模块，用于获取综合能源系统中待建设案例对应的实际案例数据；

27、模型获取模块，用于获取综合能源系统的多能流耦合模型；所述多能流耦合模型为耦合利用氢能和碳能的线性规划模型；

28、构建模块，用于根据所述实际案例数据，构建所述多能流耦合模型对应的线性规划问题；

29、求解模块，用于获取预构建的候选设备单元模型，执行针对所述线性规划问题的求解指令，得到针对所述综合能源系统中的待建设案例对应的目标建设时序方案；所述求解指令用于指示计算机设备基于所述候选设备单元模型中体现的设备投建年份规划指导信息，以最小化所述多能流耦合模型对应的全周期总成本现值为求解目标，以设备运行约束条件和功率平衡约束条件为约束条件，求解所述线性规划问题；所述目标建设时序方案用于表征所述综合能源系统中待建设案例在建设过程的具体实施措施。

30、第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

31、获取综合能源系统中待建设案例对应的实际案例数据；

32、获取综合能源系统的多能流耦合模型；多能流耦合模型为耦合利用氢能和碳能的线性规划模型；

33、根据实际案例数据，构建多能流耦合模型对应的线性规划问题；

34、获取预构建的候选设备单元模型，执行针对线性规划问题的求解指令，得到针对综合能源系统中的待建设案例对应的目标建设时序方案；求解指令用于指示计算机设备基于候选设备单元模型中体现的设备投建年份规划指导信息，以最小化多能流耦合模型对应的全周期总成本现值为求解目标，以设备运行约束条件和功率平衡约束条件为约束条件，求解线性规划问题；目标建设时序方案用于表征综合能源系统中待建设案例在建设过程的具体实施措施。

35、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

36、获取综合能源系统中待建设案例对应的实际案例数据；

37、获取综合能源系统的多能流耦合模型；多能流耦合模型为耦合利用氢能和碳能的线性规划模型；

38、根据实际案例数据，构建多能流耦合模型对应的线性规划问题；

39、获取预构建的候选设备单元模型，执行针对线性规划问题的求解指令，得到针对综合能源系统中的待建设案例对应的目标建设时序方案；求解指令用于指示计算机设备基于候选设备单元模型中体现的设备投建年份规划指导信息，以最小化多能流耦合模型对应的全周期总成本现值为求解目标，以设备运行约束条件和功率平衡约束条件为约束条件，求解线性规划问题；目标建设时序方案用于表征综合能源系统中待建设案例在建设过程的具体实施措施。第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

40、获取综合能源系统中待建设的案例对应的实际案例数据；

41、获取预构建的候选设备单元模型和所述综合能源系统的多能流耦合模型；所述多能流耦合模型为耦合利用氢能和碳能的线性规划模型；

42、构建所述多能流耦合模型对应的线性规划问题；

43、基于所述候选设备单元模型中体现的设备投建年份规划指导信息，以最小化所述多能流耦合模型对应的全周期总成本现值为求解目标，以设备运行约束条件和功率平衡约束条件为约束条件，求解所述线性规划问题，得到所述实际案例数据对应的目标建设时序方案；所述建设时序方案用于表征所述综合能源系统中的实际案例在建设过程的具体实施措施。

44、上述基于碳排放约束下氢碳耦合的综合能源系统建设时序生成方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，首先获取综合能源系统中待建设案例对应的实际案例数据，然后获取综合能源系统的多能流耦合模型，进而根据实际案例数据，构建多能流耦合模型对应的线性规划问题，最后获取预构建的候选设备单元模型，执行针对线性规划问题的求解指令，得到针对综合能源系统中的待建设案例对应的目标建设时序方案；将建设时序作为决策变量纳入规划模型当中进行优化，实现综合能源系统多阶段规划的再优化，降低碳排放的同时，实现能源的高效配置和利用，实现能源的高效利用，降低了碳排放量，且不依赖于人为选定投建年份，可实现规划阶段的自动寻优，改善了综合能源系统的建设规划方案的合理性和适用性。