(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 202210762777.6 (22)申请日 2022.06.30 (71)申请人 华北电力大 学 （保定） 地址 071003 河北省保定市莲池区永华北 大街619号 华北电力大 学一校区 (72)发明人 李鹏　姜磊　王加浩　项特　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 专利代理师 杜文茹 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/26(2012.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 基于软行动者-批评者的园区综合能源系统 梯级优化方法 (57)摘要 一种基于软行动者 ‑批评者的园区综合能源 系统梯级优化方法： 对园区综合能源系统 内的负 荷按能源品位进行划分： 热负荷划分为高品位的 蒸汽负荷、 高温热负荷和低品位的中温热负荷； 构建园区综合能源系统的燃气轮机与余热锅炉 的热电联产模型、 燃气锅炉的制热模型、 变压器 和换热器的转换模型、 电热泵模型、 尖峰加热器 的转换模型和储能设备模型； 建立园区综合能源 系统的能源 供需平衡模型； 建立园区综合能源系 统梯级优化模型； 设计智 能体的状态、 动作和奖 励函数， 运用软行动者 ‑批评者对园区综合能源 系统梯级优化模型进行求解， 得到电力、 天然气 以及热力的优化运行结果。 本发 明实现了各品位 能源的合理梯级利用， 提升 了能源利用效率。 权利要求书4页 说明书10页 附图5页 CN 115310259 A 2022.11.08 CN 115310259 A 1.一种基于软行动 者‑批评者的园区综合能源系统梯级优化方法， 其特征在于， 包括如 下步骤： 1)对园区综合能源系统内的负荷按能源品位进行划分： 将园区综合能源系统内的负荷 分为电负荷、 气负荷和热负荷， 其中热负荷划分为高品位的蒸汽负荷、 高温热负荷和 低品位 的中温热负荷； 2)构建园区综合能源系统的能源转换设备模型， 包括有； 燃气轮机与余热锅炉的热电 联产模型、 燃气锅炉的制热模型、 变压器和换热器的转换模型、 电热泵模型、 尖峰加热器的 转换模型和储能设备模型； 3)建立园区综合能源系统的能源供需平衡模型； 4)建立园区综合能源系统梯级优化模型， 包括， 以经济成本F最小为园区综合能源系统 梯级优化模型的目标函数， 以网络购能约束和设备运行约束为约束条件； 5)针对园区综合能源系统梯级优化模型设计智能体的状态、 动作和奖励函数， 运用软 行动者‑批评者对园区综合能源系统梯级优化模型进 行求解， 得到电力、 天然气以及热力的 优化运行结果。 2.根据权利要求1所述的基于软行动者 ‑批评者的园区综合 能源系统梯级优化方法， 其 特征在于， 步骤2)中： (1)所述的燃气轮机与余热锅炉的热电联产模型为： PGT＝ ηGT,eHngGGT HGT,m＝ ηGT,reηHR(1‑ηGT,e)HngGGT HGT,st＝ ηGT,st(1‑ηGT,e)HngGGT 其中， GGT为燃气轮机的进气量； PGT为燃气轮机发出的电功率； HGT,m为余热锅炉通过回收 燃气轮机的废气产生的中温热功率； HGT,st为燃气轮机抽气蒸汽功率； ηGT,e， ηGT,re， ηGT,st分别 为燃气轮机的发电效率、 余热比例系数和抽气比例系数； ηHR为余热锅炉余热回收效率； Hng 为天然气的低位燃烧热值； (2)燃气锅炉的制热模型为： HGB＝ ηGBHngGGB 其中， GGB为燃气锅炉的进气量； HGB为燃气锅炉产生的高温蒸汽所含热能； ηGB为燃气锅 炉产热效率； (3)变压器和换 热器的转换模型为： PT＝ ηTPgrid HHE＝ ηHEHgrid 其中， Pgrid和Hgrid分别为购电功率和购热功率； PT和HHE分别为变压器的输出电功率和换 热器的输出 热功率； ηT和 ηHE分别为变压器和换 热器的转换效率； (4)电热泵模型为： HHP＝CHPPHP 其中， PHP， HHP分别为电热泵耗电功率和制热功率； CHP为电热泵能效比； (5)尖峰加热器的转换模型为： HPLC,out＝ ηPLCHPLC,in 其中， HPLC,in， HPLC,out分别为尖峰加热器消耗的蒸汽功率和产生的高温热功率； ηPLC为尖权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115310259 A 2峰加热器转换效率； (6)储能设备模型为： EES(t)＝EES(t‑1)(1‑δES)+ ηESPES(t)Δt EGS(t)＝EGS(t‑1)(1‑δGS)+ ηGSGGS(t)Δt EHS(t)＝EHS(t‑1)(1‑δHS)+ ηHSHHS(t)Δt 其中， EES(t)， EGS(t)， EHS(t)分别为当前时刻的电储能能量状态、 气储能能量状态和热 储能能量状态； EES(t‑1)， EGS(t‑1)， EHS(t‑1)分别为上一时刻的电储能能量状态、 气储能能 量状态和热储能能量状态； PES(t)， GGS(t)， HHS(t)分别为当前时刻的电储能充/放能功率、 气 储能充/放能功率和热储能充/放能功率； δES， δGS， δHS分别为电储能自损率、 气储能自损率和 热储能自损率； ηES, ηGS, ηHS分别为电储能的充/放能系数、 气储能的充/放能系数和热储能的 充/放能系数； Δt为时间 间隔。 3.根据权利要求1所述的基于软行动者 ‑批评者的园区综合 能源系统梯级优化方法， 其 特征在于， 步骤3)中所述的园区综合能源系统的能源供需平衡模型表示 为如下公式： 其中， Le， Lg， Lm， Lh， Lst， Ll分别为电负荷、 气负荷、 中温热负荷、 高温热负荷、 蒸汽负荷和 低温热负荷； Pgrid， Ggrid， Hgrid分别为购电功率、 购气功率和购热功率； Pwt和Ppv分别为风力发 电功率和光伏发电功率； GGT， HHR， PHP， GGB， HPLC,in分别为燃气轮机的进气量、 余热锅炉收集的 热功率、 电热泵耗电功率、 燃气锅炉的进气量和 尖峰加热器消耗的蒸汽功率； PES， GGS， HHS分 别为电储 能充/放能功率、 气储 能充/放能功率和热储 能充/放能功率； ηT， ηHE分别为变压器 和换热器的转换效率； ηGT,e， ηGT,re， ηGT,st， ηHR， ηGB， ηPLC， CHP分别为燃气轮机的发电效率、 余热 比例系数、 抽气比例系 数、 余热锅炉余热回收效率、 燃气锅炉产热效率、 尖 峰加热器转换效 率和电热泵能效比； ηES, ηGS, ηHS分别为电储能的充/放能系数、 气储能的充/放能系数和热储 能的充/放能系数； Hng为天然气的低位燃烧热值。 4.根据权利要求1所述的基于软行动者 ‑批评者的园区综合 能源系统梯级优化方法， 其 特征在于， 步骤4)中所述的目标函数表示 为： 其中， 分别为购能成本以及储能的充放电折旧成本；权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115310259 A 3