Ut為t時期供熱技術(shù)k實施環(huán)保所獲政府補貼；
[0081]U表示發(fā)電或供熱技術(shù)所排放污染物的類型集合，在此U=[S02, C02, C0, N0X，粉 塵]。
[0082] 在步驟2)中，所述的構(gòu)建城市能源系統(tǒng)供需優(yōu)化方法的目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式為：
[0083] min Cclty= C sup+Ctran+Cenv
[0084] 其中：Cmty為城市能源系統(tǒng)總成本；C sup為能源供應(yīng)成本；C&an為能源轉(zhuǎn)換成本； C_為環(huán)境成本。
[0085] 在步驟3)中，所述的約束條件為：
[0086] 所述的約束條件包括能源供需平衡約束、能源最大開采能力約束、技術(shù)容量約束、 能源規(guī)劃政策約束、可再生能源配額標(biāo)準(zhǔn)約束、外受電比重約束、環(huán)保約束及非負(fù)約束；
[0087] 各類約束條件的具體含義及內(nèi)容如下：
[0088] 3. 1)能源供需平衡約束
[0089] 考慮各品種煤、石油、天然氣類能源的供需平衡約束及電力供需平衡約束：
[0090] 丨'S'+TMS-RXSD
[0091] ft·:
[0092] 式中：
[0093] Dn,t為t時期能源n的需求量；
[0094] htt為t時期發(fā)電技術(shù)k新增容量的年運行時間；
[0095] nk為t時期發(fā)電技術(shù)k的廠用電系數(shù)；
[0096] DEtSt時期對電力的需求總量；
[0097] 3. 2)能源最大開采能力約束
[0098] 根據(jù)城市能源系統(tǒng)中各類能源的探明儲量與可持續(xù)發(fā)展開采計劃，確定各時期各 類能源的最大開采能力：
[0099] LSn，t<βn，t
[0100] 式中：
[0101] βn,t為t時其月能源η的生產(chǎn)能力上限；
[0102] 3. 3)技術(shù)容量約束
[0103] 根據(jù)各時期發(fā)電機組的裝機規(guī)模，確定發(fā)電量范圍：
[0104]
[0105] 式中：
[0106] GCkit為t時期發(fā)電技術(shù)k的裝機容量規(guī)模上限；
[0107] 為t時期發(fā)電技術(shù)k的平均年運行時間；
[0108] 3. 4)能源規(guī)劃政策約束
[0109] 根據(jù)各城市政策文件中有關(guān)節(jié)能減排的規(guī)劃目標(biāo)，設(shè)定化石能源在總能源供應(yīng)中 的比重：
[0110] LSn,t^Vnt
[0111] Vnit為t時期政府能源規(guī)劃文件中控制的能源η的供應(yīng)能力上限；
[0112] 3. 5)可再生能源配額標(biāo)準(zhǔn)約束
[0113] 保障各年中各類可再生能源配額標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)的完成；當(dāng)前暫未實施可再生能源配額 制，可將此約束看作各類可再生能源的最低發(fā)展目標(biāo)約束；
[0114]
[0115] 式中：
[0116] RPStSt時期可再生能源在能源消費總量中的最低目標(biāo)比重；
[0117] 3. 6)外受電比重約束
[0118] 考慮城市未來規(guī)劃目標(biāo)，外受電在總電能供應(yīng)量中要滿足最低比例目標(biāo)；
[0119]
[0120] 式中：
[0121] δ為t時期外受電在總電能供應(yīng)中比重的最低目標(biāo)；
[0122] 3. 7)環(huán)保約束
[0123]
[0124]式中：
[0125] ω(u)為t時期城市各類污染物u的排放上限額；
[0126] 3. 8)非負(fù)約束
[0127] 為保證本方法中各變量取值具有實際意義，設(shè)定相關(guān)供應(yīng)量的非負(fù)約束：
[0128] LSn, t, IMS,, t, EXS,, t, GSk, t, NGk, t, HS^ t, NH^ t ^ 0〇
[0129] 在步驟4)中，所述的數(shù)據(jù)包括城市歷年能源供應(yīng)量、消費量、能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)、能源 價格與成本在內(nèi)的數(shù)據(jù)，可再生能源發(fā)展政策、能源開采與規(guī)劃類政策、電力規(guī)劃、環(huán)境保 護(hù)在內(nèi)的文件中的數(shù)據(jù)。
[0130] 在步驟5)中，所述的應(yīng)用線性動態(tài)規(guī)劃算法求解優(yōu)化模型的方法包括按順序進(jìn) 行的下列步驟：
[0131] 5. 1)分析變量間的耦合關(guān)系，例如各品種能源間的替代、轉(zhuǎn)化關(guān)系；
[0132] 5. 2)依據(jù)變量間耦合關(guān)系，將供需優(yōu)化方法轉(zhuǎn)化為多階段線性規(guī)劃問題，并確保 各階段線性規(guī)劃內(nèi)部變量間不存在耦合關(guān)系；
[0133] 5. 3)確定不同階段間的線性規(guī)劃關(guān)系，獲得線性動態(tài)規(guī)劃組；
[0134] 5. 4)分階段求解，獲得供需優(yōu)化結(jié)果。
[0135] 本發(fā)明提供的基于線性動態(tài)規(guī)劃算法的城市能源系統(tǒng)供需優(yōu)化方法的有益效果： 通過建模求解能夠獲得保證城市能源成本最小的城市能源供需格局，有利于改善和優(yōu)化能 源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)能源的合理有效利用與可持續(xù)發(fā)展，對于相關(guān)工作者制定城市能源規(guī)劃具有 重要指導(dǎo)意義。
【附圖說明】
[0136]圖1為本發(fā)明提供的基于線性動態(tài)規(guī)劃算法的城市能源系統(tǒng)供需優(yōu)化方法流程 圖。
[0137] 圖2為本發(fā)明中城市能源系統(tǒng)的能源分類圖。
[0138]圖3為本發(fā)明中應(yīng)用線性動態(tài)規(guī)劃算法求解優(yōu)化模型的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0139] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的基于線性動態(tài)規(guī)劃算法的城市能源 系統(tǒng)供需優(yōu)化方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0140] 如圖1所示，本發(fā)明提供的基于線性動態(tài)規(guī)劃算法的城市能源系統(tǒng)供需優(yōu)化方法 包括按順序執(zhí)行的下列步驟：
[0141] 步驟1)獲取城市能源供需歷史數(shù)據(jù)的相關(guān)資料，利用上述資料分析包括本地資 源潛力、對外資源依賴度在內(nèi)的城市資源供給及能源需求情況，在此基礎(chǔ)上劃分城市系統(tǒng) 的能源種類，建立城市能源供應(yīng)體系；
[0142] 步驟2)根據(jù)上述城市能源供應(yīng)體系分析城市能源供應(yīng)鏈中能源流動情況，確定 優(yōu)化變量；針對各優(yōu)化變量所對應(yīng)的能源種類，計算其涉及的能源成本；基于優(yōu)化變量和 對應(yīng)的能源成本，以城市能源系統(tǒng)總成本最小化為目標(biāo)，構(gòu)建城市能源系統(tǒng)供需優(yōu)化方法 的目標(biāo)函數(shù)；
[0143] 步驟3)根據(jù)上述目標(biāo)函數(shù)綜合分析對城市能源供需格局有重要影響作用的各類 因素，并結(jié)合城市政策文件的宏觀目標(biāo)要求，建立城市能源系統(tǒng)供需平衡的約束條件；
[0144] 步驟4)收集并整理包括能源供應(yīng)價格及未來價格變化趨勢、各類能源技術(shù)的發(fā) 電及成本、能源政策文件中的具體目標(biāo)在內(nèi)的數(shù)據(jù)，并將上述數(shù)據(jù)作為參數(shù)輸入到由目標(biāo) 函數(shù)和約束條件構(gòu)成的優(yōu)化模型中；
[0145] 步驟5)設(shè)定規(guī)劃期，應(yīng)用線性動態(tài)規(guī)劃算法求解上述優(yōu)化模型，最終獲取在滿足 能源需求、環(huán)境要求約束條件下使城市能源系統(tǒng)總成本最小化的最優(yōu)能源供需規(guī)劃方案。
[0146] 在步驟1)中，如圖2所示，所述的城市能源系統(tǒng)的能源種類如下；
[0147] 按照一次能源和二次能源分類，將能源分為煤炭、石油、天然氣、電力、熱力五大 類；其中：
[0148] 1. 1)煤炭類按照國際煤炭分類標(biāo)準(zhǔn)，劃分為褐煤、煙煤、無煙煤三種類型，按照供 應(yīng)來源各類型煤炭產(chǎn)品進(jìn)一步分為本地所產(chǎn)、外地輸入；
[0149] 1. 2)石油類劃分為汽油、柴油、煤油三種主要的能源類型，按照供應(yīng)來源各類型石 油產(chǎn)品進(jìn)一步分為本地所產(chǎn)、外地輸入；
[0150] 1. 3)天然氣類劃分為液化石油氣、液化天然氣兩種主要的能源類型，按照供應(yīng)來 源各類型天然氣產(chǎn)品進(jìn)一步分為本地所產(chǎn)、外地輸入；
[0151] 1. 4)電力劃分為包括純凝煤電機組和熱電聯(lián)產(chǎn)煤電機組在內(nèi)的煤電、燃?xì)獍l(fā)電和 包括水電、風(fēng)電、核電、太陽能發(fā)電與生物質(zhì)能發(fā)電在內(nèi)的可再生能源電力，按照供應(yīng)來源 各類電力產(chǎn)品進(jìn)一步分為本地所產(chǎn)電力及外受電力；
[0152] 1. 5)熱力包括熱電聯(lián)產(chǎn)機組供熱、燃煤鍋爐供熱、燃?xì)忮仩t供熱、熱栗地暖等供熱 技術(shù)，主要考慮本地供應(yīng)量；
[0153] 綜上，本發(fā)明中城市能源系統(tǒng)中考慮褐煤、煙煤、無煙煤、汽油、柴油、煤油、液化石 油氣、液化天然氣、電力、熱力共10種能源載體類型。
[0154] 在步驟2)中，所述的確定優(yōu)化變量的方法為：
[0155] 根據(jù)步驟1)中確定的褐煤、煙煤、無煙煤、汽油、柴油、煤油、液化石油氣、液化天 然氣、電力、熱力共10種能源載體類型，界定城市能源供需優(yōu)化方法的優(yōu)化變量如下：
[0156] a. 1)包括煤炭、石油、天然氣在內(nèi)的化石能源優(yōu)化量：
[0157] 各品種化石能源在各個規(guī)劃期內(nèi)的本地供應(yīng)優(yōu)化量^
[0158] 各品種化石能源在各個規(guī)劃期內(nèi)的調(diào)入本地優(yōu)化量N;
[0159] 各品種化石能源在各個規(guī)劃期內(nèi)的調(diào)入本地優(yōu)化量N;
[0160] 其中N=[褐煤，煙煤，無煙煤，汽油，柴油，煤油，液化石油氣，液化天然 氣]，表示化石能源類型集合。
[0161] a. 2)電力優(yōu)化量：
[0162] 各類型發(fā)電技術(shù)在各個規(guī)劃期內(nèi)的本地發(fā)電量
[0163] 城市外受電力優(yōu)化量頂Et;
[0164] 城市外送電力優(yōu)化量EXEt;
[0165] 本地各類型發(fā)電技術(shù)在各個規(guī)劃期內(nèi)的新增容量K;
[0166] 本地各類型發(fā)電技術(shù)在各個規(guī)劃期內(nèi)的發(fā)電量K;
[0167] 其中K =[煤電，燃?xì)獍l(fā)電，水電，風(fēng)電，核電，生物質(zhì)能發(fā)電，太陽能發(fā)電]， 表示發(fā)電技術(shù)類型集合。
[0168] 為考慮可再生能源對能源供需結(jié)構(gòu)的影響，將各規(guī)劃期內(nèi)的本地發(fā)電總量進(jìn)一步 劃分為煤電本地發(fā)電總量、燃?xì)獍l(fā)電本地發(fā)電總量Gy廣和可再生能源發(fā)電技術(shù)的 本地發(fā)電總量
[0169]a. 3)熱力供應(yīng)優(yōu)化量：
[0170]各類型供熱技術(shù)在各個規(guī)劃期內(nèi)的本地供熱量V/€Γ;
[0171]各類型供熱技術(shù)在各個規(guī)劃期內(nèi)的新增容量/VT/kV/e Γ。
[0172] 其中Γ=[熱電聯(lián)產(chǎn)機組供熱，燃煤鍋爐供熱，燃?xì)忮?