一种多分布式能源的供用能协同自治方法及系统与流程

1.本发明涉及综合能源运行优化领域，具体涉及一种多分布式能源的供用能协 同自治方法及系统。


背景技术：

2.随着乡村规模化、集约化的发展，乡村畜牧产业迅速发展起来，大量的生活 垃圾和畜牧业粪污造成了严重的环境污染，且乡村能源结构仍以化石能源为主， 不能很好的适应乡村振兴建设和快速发展。但畜禽粪便的沼气潜力、风力光伏能 源供给潜力巨大，因此，如何有计划地合理开发乡村能源资源，促进能源供需协 调优化，对乡村振兴建设和快速发展具有十分重要的意义。
3.国内外在垃圾焚烧发电、粪污制气、多能源系统建模及其协调优化策略方面 开展了部分研究。程彩云分析了近两年来，各企业垃圾焚烧项目的日处理量及未 来垃圾焚烧项目的发展趋势；金红洋等人针对“无废城市”的理念，将垃圾发电 设施与城市多能源系统相结合，利用城市多能源系统的各能源耦合特性，研究无 废理念下的多能源协调储能；王泽镝等人在提高垃圾处理能力与资源化利用的角 度，研究垃圾资源化与城市多能源协同优化模型；赵梅娟提出了一种太阳能沼气 工程发电系统设计策略；王利军研究了垃圾焚烧技术及综合利用技术的优化方法； 李清海等人研究了垃圾焚烧电厂热力系统的运行特性，通过算例仿真，对垃圾焚 烧电厂热力系统的优化设计提出建议；陈沼宇等人建立了含多源储能与热解气化 发电设施的协同优化模型，提高了对系统能源的利用率；随权等人研究了氢燃料 电池的运行特性，将氢燃料电池考虑到能源网内，提出一种基于氢燃料电池的能 源网优化调度策略；郭创新等人将能源产出、转化与能源需求响应结合起来，研 究了基于源网荷三侧的能源互联网；张涛等人将p2g装置并入到综合能源系统内， 研究了计及电-气-热综合能源系统日前经济调度模型。
4.基于上述背景，如何提升乡村多能源供给自治能力和运行经济性、提高系统 能源利用效率成为亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.为了有效提升能源供给自治能力和运行经济性、提高多能源系统的能源利用 效率，本发明提出了一种多分布式能源的供用能协同自治方法，包括：
6.获取多能源系统运行参数；
7.将所述多能源系统运行参数输入到预先构建的多能源系统自治运行模型，得 到能源利用效率最大值；
8.根据所述能源利用效率最大值对应的所述多能源系统运行参数调整所述多 能源系统各功能设备输出容量；
9.其中，所述多能源系统自治运行模型是基于能源利用效率最大为目标，以功 率平衡、出力上下限以及运行成本最小为约束条件构建而成。
10.优选的，所述多能源系统自治运行模型的构建包括：
11.以所述多能源系统的能源利用效率最大为目标构建目标函数；
12.以所述多能源系统总的供能和负荷功率平衡、所述多能源系统中各功能装置 及储能装置出力上下限构建平衡约束集和运行约束集；
13.以经济成本最小构建的成本约束条件；
14.由所述目标函数以及为所述目标函数构建的平衡约束集、运行约束集和成本 约束条件，构建多能源系统自治运行模型。
15.优选的，所述目标函数如下式所示：
[0016][0017]
式中，obj2表示目标函数；om(t)表示t时段的系统总负荷大小；im(t)表 示t时段系统输入电、气功率；socm(t)表示t时段系统各储能元件充放能功率 总和。
[0018]
优选的，所述成本约束条件如下式所示：
[0019]
minf1＝me(t)-(m
gar
(t) m
man
(t)) ms
exc
；
[0020]
式中，me(t)为多能源系统在t时刻的供能成本；m
gar
(t)为多能源系统在t 时刻进行垃圾处理所得的补贴收益；m
man
(t)为多能源系统在t时刻进行粪污处理 所得的补贴收益；ms
exc
为多能源系统与外网的交互功率成本。
[0021]
优选的，所述多能源系统在t时刻的供能成本me(t)按下式计算：
[0022][0023]
式中，g
st
(t)为t时刻的垃圾焚烧供能机组运行成本；g
gu
(t)为t时刻的燃气 机组运行成本；g
fb
(t)为t时刻的燃气锅炉运行成本；g
p2g
(t)为t时刻的p2g设 备运行成本；s
eb
(t)为t时刻的电锅炉运行成本；h
dio
(t)为t时刻的粪污制沼气 设备运行成本。
[0024]
优选的，所述将所述多能源系统运行参数输入到预先构建的多能源系统自治 运行模型，得到能源利用效率最大值，包括：
[0025]
将所述多能源系统运行参数输入到预先构建的多能源系统自治运行模型中， 利用matlab环境下的yalmip工具箱进行寻优求解，得出满足目标函数和约束条 件的乡村多能源系统的能源利用效率最大值。
[0026]
优选的，所述运行约束集包括：燃气轮机发电出力约束、燃气锅炉热力约束、 储能设备约束、粪污处理生成设施运行约束和垃圾焚烧供能机组运行约束。
[0027]
再一方面本发明还提供了一种多分布式能源的供用能协同自治系统，包括：
[0028]
获取模块，用于获取多能源系统运行参数；
[0029]
计算模块，用于将所述多能源系统运行参数输入到预先构建的多能源系统自 治运行模型，得到能源利用效率最大值；
[0030]
自治模块，用于根据所述能源利用效率最大值对应的所述多能源系统运行参 数调整所述多能源系统各功能设备输出容量；
[0031]
其中，所述多能源系统自治运行模型是基于能源利用效率最大为目标，以功 率平
衡、出力上下限以及运行成本最小为约束条件构建而成。
[0032]
优选的，所述多能源系统自治运行模型的构建包括：
[0033]
以所述多能源系统的能源利用效率最大构建目标函数；
[0034]
以所述多能源系统总的供能和负荷功率平衡、所述多能源系统中各功能装置 及储能装置出力上下限构建的平衡约束集和运行约束集；
[0035]
以经济成本最小构建的成本约束条件；
[0036]
由所述目标函数以及为所述目标函数构建的平衡约束集、运行约束集和成本约束 条件，构建多能源系统自治运行模型。
[0037]
优选的，所述目标函数如下式所示：
[0038][0039]
式中，obj2表示目标函数；om(t)表示t时段的系统总负荷大小；im(t)表示 t时段系统输入电、气功率；socm(t)表示t时段系统各储能元件充放能功率总和。
[0040]
再一方面，本发明还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；
[0041]
处理器，用于执行一个或多个程序；
[0042]
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的 一种多分布式能源的供用能协同自治方法。
[0043]
再一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序， 所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的一种多分布式能源的供用能协同自 治方法。
[0044]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0045]
一种多分布式能源的供用能协同自治方法，包括：获取多能源系统运行参数； 将所述多能源系统运行参数输入到预先构建的多能源系统自治运行模型，得到能 源利用效率最大值；根据所述能源利用效率最大值对应的所述多能源系统运行参 数调整所述多能源系统各功能设备输出容量；其中，所述多能源系统自治运行模 型是基于能源利用效率最大为目标，以功率平衡、出力上下限以及运行成本最小 为约束条件构建而成。本发明采用多能源系统自治运行模型计算得到满足各约束 条件下能源利用效率最大值，进而提高了系统能源利用效率。
附图说明
[0046]
图1为本发明的一种多分布式能源的供用能协同自治方法流程图；
[0047]
图2为本发明的乡村供用能协同自治方法示意图。
具体实施方式
[0048]
本发明的目的是提供一种多分布式能源的供用能协同自治方法。该方法提出 的多能源系统自治运行优化模型能够有效协调废物处理设施供能与可再生能源 波动，在满足区域多能源负荷需求及垃圾处理要求的前提下，有效提升能源供给 自治能力和运行经济性，提高了整个乡村多能源系统的能源利用效率。
[0049]
实施例1：
[0050]
一种多分布式能源的供用能协同自治方法，如图1所示，包括：
[0051]
步骤1：获取多能源系统运行参数；
[0052]
步骤2：将所述多能源系统运行参数输入到预先构建的多能源系统自治运行 模型，得到能源利用效率最大值；
[0053]
步骤3：根据所述能源利用效率最大值对应的所述多能源系统运行参数调整 所述多能源系统各功能设备输出容量；
[0054]
其中，所述多能源系统自治运行模型是基于能源利用效率最大为目标，以功 率平衡、出力上下限以及运行成本最小为约束条件构建而成。
[0055]
下面对本发明做详细介绍：
[0056]
在步骤1之前还包括：构建多能源系统自治运行模型，该多能源系统自治运 行模型可应用于多种区域，本发明对区域的划分可按照乡村和城镇，下面以乡村 为例对多能源系统自治运行模型的构建做详细介绍。
[0057]
s1、考虑乡村沼气和生活垃圾的可再生利用，构建乡村多能源系统沼气能源 供给模型和垃圾焚烧能源供给模型；
[0058]
s2、结合光伏、风机等其它分布式能源供给模型，构建乡村能源供给侧功率 输出模型、能源转换侧功率平衡模型及能源负荷侧功率消耗特性模型；
[0059]
s3、根据乡村多能源系统总的供能和负荷功率平衡、各功能装置及储能装置 出力上下限，构建各自的平衡约束集和运行约束集；
[0060]
s4、根据s3的约束集，构建考虑多分布式能源和生活垃圾可再生利用的多 能源系统自治运行多目标函数。其中，自治运行多目标函数主要包括系统自治运 行成本最小和能源利用效率最大的目标函数；
[0061]
s5、针对s4所建立的多能源系统自治运行多目标函数进行寻优求解，得出 满足优化目标的系统各供能设备具体输出功率，形成系统协同自治运行方案。
[0062]
其中，所述步骤s1中，考虑乡村沼气和生活垃圾的可再生利用，构建乡村 多能源系统沼气能源供给模型和垃圾焚烧能源供给模型：
[0063]
1)沼气能源供给模型，沼气利用环节主要能源转换关系表达式如下：
[0064]
p
exc,gt
＝η
gas
gf(t)
[0065]
式中：gf(t)表示t时刻的沼气产量；p
exc,gt
表示t时刻的沼气制取天然气 的产量；η
gas
为沼气制取天然气系数。
[0066]
2)垃圾焚烧能源供给模型，垃圾焚烧供能设施产生电能和热能的能量。此 环节中输出模型为：
[0067][0068]
式中：p
rub,et
、p
rub,ht
分别为t时刻垃圾焚烧供能设施输出的电功率、热功 率；qs(t)为t时刻入炉垃圾热值；gr(t)为t时刻垃圾焚烧供能设施处理入炉垃 圾量；ηs为垃圾焚烧供能设施的热效率；λ为热电比。
[0069]
3)风光能源供给模型，乡村多能源系统中风力和光伏发电出力模型如下：
[0070][0071]
式中：p
wind,et
表示t时刻风电机组发出的电功率；ηe为发电效率；ρ
air
为空 气密度；r为风轮机叶轮半径；γ为叶尖速比；β为浆距角；c
p
为叶片的风能转换 效率系数；vw为风速；p
pv,et
表示t时刻光伏阵列在任意太阳辐射强度及环境温度 下的输出功率；k
loss
为光伏阵列中光伏组件串并联损耗系数；u、i分别为光伏阵 列输出的电压和电流。
[0072]
其中，所述步骤s3中，根据乡村多能源系统总的供能和负荷功率平衡、各 功能装置及储能装置出力上下限，构建各自的平衡约束集和运行约束集：
[0073]
(1)系统功率平衡约束集包括电网功率平衡约束、热网功率平衡约束和气 网功率平衡约束，分别对应的公式如下：
[0074][0075]
式中：分别为t时刻与电网、热网、气网的交互功率；p
wind,et
、 p
pv,et
、p
eh,et
、p
rub,et
分别为t时刻的风机、光伏、燃气轮机、垃圾焚烧供能机 组发电功率；p
eb,et
、p
p2g,et
分别为t时刻电锅炉、p2g装置耗电功率；p
rub,ht
、 p
eh,ht
、p
eb,ht
、p
fb,ht
分别为t时刻下垃圾焚烧供能机组、燃气轮机、电锅炉、 燃气锅炉的产热功率；p
p2g,gt
、p
exc,gt
分别为t时刻下p2g装置与粪污制沼气的 产气速率折算的等值功率；p
eh,gt
、p
fb,gt
分别为t时刻燃气轮机与燃气锅炉的耗 气速率折算的等值功率；l
et
、l
ht
、l
gt
分别为电负荷、热负荷、气负荷；p
s,ht
、 p
s,gt
分别为t时刻下对热、气的储能充放，正数为放能状态；负数为储能状态。
[0076]
(2)设备出力约束集：
[0077]
1)燃气轮机发电出力约束：
[0078][0079][0080]
式中：分别表示燃气轮机发电出力最小值与最大值；分 别表示燃气轮机上爬坡率与下爬坡率。
[0081]
2)燃气锅炉热力约束：
[0082][0083][0084]
式中：分别表示燃气锅炉热出力最小值与最大值；分别 表示燃气锅炉上爬坡率与下爬坡率。
[0085]
3)储能设备约束：
[0086][0087][0088]
soc
xmin
≤soc
x
(t)≤soc
xmax
[0089]
soc
x
(t)＝soc
x
(0)
[0090]
式中：x表示不同储能设备，具体为储热、储电、储气设备；υ为引入的 0-1变量，表示储能设备不能同时进行充放能；p
cmax
、p
dmax
为储能设备最大充能、 放能功率；soc
xmax
、soc
xmin
分别为储能设备最大储能量、最小储能量；soc
x
(t) 表示周期末储能设备的储能量；soc
x
(0)表示初始储能设备的储能量；t为总优 化运行周期数，具体为调度周期时长。
[0091]
4)粪污处理生成设施运行约束：
[0092][0093]
式中：p
exc,gt
为t时刻下粪污处理设施按制气速率折算后的输出功率；δp
exc,min
、 δp
exc,max
为粪污处理设施的爬坡约束；p
exc,g,rated
为粪污处理设施按单位时间内额定 产气速率折算的额定功率。
[0094]
5)垃圾焚烧供能机组运行约束：
[0095][0096]
式中：p
rub,et
、p
rub,ht
分别为t时刻下垃圾焚烧供能机组输出功率和热功率； δp
rub,e,min
、δp
rub,e,max
为垃圾焚烧供能机组的爬坡约束下限和上限；δp
rub,h,min
、δp
rub,h,max
分别为垃圾焚烧供能机组的热功率爬坡约束的上限和下限；p
rub,e,rated
、p
rub,h,rated
分 别为垃圾焚烧供能机组的额定电功率和热功率。
[0097]
其中，所述步骤s4中，构建考虑多分布式能源和生活垃圾可再生利用的乡 村多能源系统自治运行多目标函数。其中，自治运行多目标函数主要包括系统自 治运行成本最小和能源利用效率最大的目标函数。
[0098]
目标1：乡村多能源系统自治运行成本最小：
[0099]
min f1＝me(t)-(m
gar
(t) m
man
(t)) ms
exc
[0100]
式中：me(t)为乡村多能源系统在t时刻的供能成本；m
gar
(t)为乡村多能源 系统在t时刻进行垃圾处理所得的补贴收益；m
man
(t)为乡村多能源系统在t时刻 进行粪污处理所得的补贴收益；ms
exc
为乡村多能源系统与外网的交互功率成本。
[0101]
其中，供能成本me(t)、m
gar
(t)、m
man
(t)、ms
exc
由下式可得：
[0102][0103]mgar
(t)＝c
pf
|gr(t)|
[0104]mman
(t)＝c
gas
|p
exc,gt
|
[0105]
ms
exc
＝e
exc,grid
h
exc,grid
g
exc,grid
[0106]
式中：g
st
(t)为t时刻的垃圾焚烧供能机组运行成本；g
gu
(t)为t时刻的燃气 机组运行成本；g
fb
(t)为t时刻的燃气锅炉运行成本；g
p2g
(t)为t时刻的p2g设 备运行成本；s
eb
(t)为t时刻的电锅炉运行成本；h
dio
(t)为t时刻的粪污制沼气 设备运行成本；c
pf
、c
gas
分别表示热解炉处理垃圾获得的单位收益与粪污处理设 施制取每立方米天然气的单位收益；gr(t)、p
exc,gt
分别表示t时刻热解炉处理垃圾 量和粪污处理设施制取天然气量；e
exc,grid
、hexc,grid
、g
exc,grid
分别为乡村多能源系统与 电网、热网、气网的交互功率成本。具体表达式如下：
[0107][0108][0109][0110]
式中：购能与售能只能单相进行，因此a、b、c＝0或1；c
e,buy
、c
t,buy
和c
g,buy
分别为购电、购热和购气价格；c
e,sell
、c
t,sell
和c
g,sell
分别为售电、售热和售气价格； p
e,ex
(t)、p
t,ex
(t)和p
g,ex
(t)分别为t时段乡村多能源系统与电网、热网、气网的交互功 率。
[0111]
目标2：为使能源利用效率obj2最大，构建能源利用效率函数，具体如下：
[0112][0113][0114]
式中：om(t)表示t时段的系统总负荷大小；im(t)表示t时段系统输入电、 气功率；socm(t)表示t时段系统各储能元件充放能功率总和；p
c,hs
、p
d,hs
分别表 示储热设备的充、放能功率；p
c,es
、p
d,es
分别表示储电设备的充、放能功率；p
c,h2
(t)、 p
d,h2
(t)分别表示储气罐设备在t时刻的充能功率、放能功率；ie、ig、ih分别表示 乡村多能源系统外购的电能、气能、热能功率；oe、oh、og分别表示乡村多能源 系统输出的电能、热能、气能功率。
[0115]
乡村多能源系统协同自治方法，具体优化模型可表述为：
[0116]
f＝min(obj1 obj2)
[0117]
以及为目标函数f系统功率平衡约束集与设备出力约束集。
[0118]
其中，所述步骤s5中，针对建立的乡村多能源系统单目标优化模型利用matlab环境下的yalmip工具箱进行寻优求解，得出满足优化目标的系统各供能 设备调度周期内具体用能功率与外购的电能、气能、热能功率，形成系统最优协 同自治运行方案。
[0119]
步骤1中的获取多能源系统运行参数，具体包括：
[0120]
采集多能源系统中各能源设备参数及典型时段多能负荷数据。
[0121]
步骤2：将所述多能源系统运行参数输入到预先构建的多能源系统自治运行 模型，得到能源利用效率最大值。
[0122]
步骤3：由所述能源利用效率最大值对应的所述多能源系统运行参数调整所 述多能源系统各功能设备输出容量。
[0123]
本发明的有益效果是提出的多能源系统自治运行优化模型，能够有效协调废 物处理设施供能与可再生能源波动，在满足多能源负荷需求及垃圾处理要求的前 提下，有效
提升能源供给自治能力和运行经济性，提高了整个区域多能源系统的 能源利用效率。
[0124]
本发明提供的一种多分布式能源的供用能协同自治方法，能够有效协调废物 处理设施供能与可再生能源波动，提升区域多能源供给自治能力和运行经济性、 提高系统能源利用效率。
[0125]
实施例2：
[0126]
本发明提供了一种考虑多分布式能源的供用能协同自治方法，该方法即可以 用在城镇多能源系统中，也可以应用于乡村多能源系统中，下面以乡村多能源系 统的应用为例，对本方案做详细介绍，具体步骤如图2所示：
[0127]
采集乡村多能源系统中各能源设备参数及典型时段多能负荷数据。
[0128]
各类型能源设备包括但不限于：燃气轮机、燃气锅炉、电锅炉、甲烷发生器、 储电设备、储热罐等。能源设备参数包括但不限于：设备额定功率、最大出力功 率、能源效率系数、爬坡率等。多能负荷数据包括：冷、热、电、气负荷。
[0129]
考虑乡村沼气和生活垃圾的可再生利用，构建乡村多能源系统沼气能源供给 模型和垃圾焚烧能源供给模型。充分利用乡村沼气和生活垃圾，提高了对能源的 利用效率。
[0130]
1)沼气能源供给模型，沼气利用环节主要能源转换关系表达式如下：
[0131]
p
exc,gt
＝η
gas
gf(t)
[0132]
式中：gf(t)表示t时刻的沼气产量；p
exc,gt
表示t时刻的沼气制取天然气 的产量；η
gas
为沼气制取天然气系数。
[0133]
2)垃圾焚烧能源供给模型，垃圾焚烧供能设施产生电能和热能的能量。此 环节中输出模型为：
[0134][0135]
式中：p
rub,et
、p
rub,ht
分别为t时刻垃圾焚烧供能设施输出的电功率、热功 率；qs(t)为t时刻入炉垃圾热值；gr(t)为t时刻垃圾焚烧供能设施处理入炉垃 圾量；ηs为垃圾焚烧供能设施的热效率；λ为热电比。
[0136]
3)风光能源供给模型，乡村多能源系统中风力和光伏发电出力模型如下：
[0137][0138]
式中：p
wind,et
表示t时刻风电机组发出的电功率；ηe为发电效率；ρ
air
为空气 密度；r为风轮机叶轮半径；γ为叶尖速比；β为浆距角；c
p
为叶片的风能转换 效率系数；vw为风速；p
pv,et
表示t时刻光伏阵列在任意太阳辐射强度及环境温度 下的输出功率；k
loss
为光伏阵列中光伏组件串并联损耗系数；u、i分别为光伏阵 列输出的电压和电流。
[0139]
结合光伏、风机等其它分布式能源供给模型，构建乡村能源供给侧功率输出 模型、能源转换侧功率平衡模型及能源负荷侧功率消耗特性模型。
[0140]
根据乡村多能源系统总的供能和负荷功率平衡、各功能装置及储能装置出力 上下限，构建各自的平衡约束集和运行约束集。
[0141]
(1)系统功率平衡约束集包括电网功率平衡约束、热网功率平衡约束和气 网功率平衡约束，分别对应的公式如下：
[0142][0143]
式中：分别为t时刻与电网、热网、气网的交互功率；p
wind,et
、p
pv,et
、p
eh,et
、p
rub,et
分别为t时刻的风机、光伏、燃气轮机、垃圾焚烧供能机 组发电功率；p
eb,et
、p
p2g,et
分别为t时刻电锅炉、p2g装置耗电功率；p
rub,ht
、 p
eh,ht
、p
eb,ht
、p
fb,ht
分别为t时刻下垃圾焚烧供能机组、燃气轮机、电锅炉、 燃气锅炉的产热功率；p
p2g,gt
、p
exc,gt
分别为t时刻下p2g装置与粪污制沼气的 产气速率折算的等值功率；p
eh,gt
、p
fb,gt
分别为t时刻燃气轮机与燃气锅炉的耗 气速率折算的等值功率；l
et
、l
ht
、l
gt
分别为电负荷、热负荷、气负荷；p
s,ht
、 p
s,gt
分别为t时刻下对热、气的储能充放，正数为放能状态；负数为储能状态。
[0144]
(2)设备出力约束集：
[0145]
1)燃气轮机发电出力约束：
[0146][0147][0148]
式中：分别表示燃气轮机发电出力最小值与最大值；分别 表示燃气轮机上爬坡率与下爬坡率。
[0149]
2)燃气锅炉热力约束：
[0150][0151][0152]
式中：分别表示燃气锅炉热出力最小值与最大值；分 别表示燃气锅炉上爬坡率与下爬坡率。
[0153]
3)储能设备约束：
[0154][0155][0156]
soc
xmin
≤soc
x
(t)≤soc
xmax
[0157]
soc
x
(t)＝soc
x
(0)
[0158]
式中：x表示不同储能设备，具体为储热、储电、储气设备；υ为引入的 0-1变量，表示储能设备不能同时进行充放能；p
cmax
、p
dmax
为储能设备最大充能、 放能功率；soc
xmax
、soc
xmin
分别为储能设备最大储能量、最小储能量；soc
x
(t) 表示周期末储能设备的储能量；soc
x
(0)表示初始储能设备的储能量；t为总优 化运行周期数，具体为调度周期时长。
[0159]
4)粪污处理生成设施运行约束：
[0160][0161]
式中：p
exc,gt
为t时刻下粪污处理设施按制气速率折算后的输出功率；δp
exc,min
、 δp
exc,max
为粪污处理设施的爬坡约束；p
exc,g,rated
为粪污处理设施按单位时间内额定 产气速率折算的额定功率。
[0162]
5)垃圾焚烧供能机组运行约束：
[0163][0164]
式中：p
erub,et
为t时刻下垃圾焚烧供能机组输出电能；δp
rub,min
、δp
rub,max
为垃 圾焚烧供能机组的爬坡约束；p
rub,e,rated
为垃圾焚烧供能机组的额定功率。
[0165]
根据平衡约束集和运行约束集，构建考虑多分布式能源和生活垃圾可再生利 用的乡村多能源系统自治运行多目标函数。其中，自治运行多目标函数主要包括 系统自治运行成本最小和能源利用效率最大的目标函数。充分利用乡村中的多种 可再生资源，提高对资源的利用率，降低乡村多能源系统自治运行成本。
[0166]
目标1：乡村多能源系统自治运行成本最小：
[0167]
min f1＝me(t)-(m
gar
(t) m
man
(t)) ms
exc
[0168]
式中：me(t)为乡村多能源系统在t时刻的供能成本；m
gar
(t)为乡村多能源 系统在t时刻进行垃圾处理所得的补贴收益；m
man
(t)为乡村多能源系统在t时刻 进行粪污处理所得的补贴收益；ms
exc
为乡村多能源系统与外网的交互功率成本。
[0169]
其中，供能成本me(t)由下式可得：
[0170][0171]mgar
(t)＝c
pf
|gr(t)|
[0172]mman
(t)＝c
gas
|p
exc,gt
|
[0173]
ms
exc
＝e
exc,grid
h
exc,grid
g
exc,grid
[0174]
式中：g
st
(t)为t时刻的垃圾焚烧供能机组运行成本；g
gu
(t)为t时刻的燃气 机组运行成本；g
fb
(t)为t时刻的燃气锅炉运行成本；g
p2g
(t)为t时刻的p2g设 备运行成本；s
eb
(t)为t时刻的电锅炉运行成本；h
dio
(t)为t时刻的粪污制沼气 设备运行成本；c
pf
、c
gas
分别表示热解炉处理垃圾获得的单位收益与粪污处理设 施制取每立方米天然气的单位收益；gr(t)、p
exc,gt
分别表示t时刻热解炉处理垃圾 量和粪污处理设施制取天然气量；e
exc,grid
、h
exc,grid
、g
exc,grid
分别为乡村多能源系统与 电网、热网、气网的交互功率成本。具体表达式如下：
[0175][0176][0177][0178]
式中：购能与售能只能单相进行，因此a、b、c＝0或1；c
e,buy
、c
t,buy
和c
g,buy
分别为购电、购热和购气价格；c
e,sell
、c
t,sell
和c
g,sell
分别为售电、售热和售气价格； p
e,ex
(t)、p
t,ex
(t)和p
g,ex
(t)分别为t时段乡村多能源系统与电网、热网、气网的交互功 率。
条件，构建多能源系统自治运行模型。
[0199]
所述目标函数如下式所示：
[0200][0201]
式中，obj2表示目标函数；om(t)表示t时段的系统总负荷大小；im(t)表示t时段系统输入电、气功率；socm(t)表示t时段系统各储能元件充放能功率总和。
[0202]
为了描述方便，以上装置的各部分以功能分为各模块或单元分别描述。当然， 在实施本发明时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
[0203]
基于同一发明构思，本发明再一个实施例中，提供了一种计算设备，该计算 设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序 包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理 器可能是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处 理器、数字信号处理器(digital signal processor、dsp)、专用集成电路 (application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列 (field-programmable gatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者 晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于 实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以 上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于 执行一种多分布式能源的供用能协同自治方法的步骤。
[0204]
基于同一发明构思，本发明再一个实施例中，本发明还提供了一种存储介质， 具体为计算机可读存储介质(memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备 中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介 质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持 的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的 操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一 条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。 需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速ram存储器，也可以是非 不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理 器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实 施例中一种多分布式能源的供用能协同自治方法的相应步骤。
[0205]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算 机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软 件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计 算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、 光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0206]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品 的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或 方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框 的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机 或其他可编程数据处理设备的处理器
以产生一个机器，使得通过计算机或其他可 编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个 流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0207]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备 以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指 令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0208]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得 在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从 而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或 多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0209]
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在发明待批的本发明的 权利要求范围之内。