爐供熱，熱栗地暖供熱]， 表示供熱技術(shù)類(lèi)型集合。
[0173] 在步驟2)中，所述的計(jì)算能源成本的方法為：
[0174] 能源供應(yīng)、能源轉(zhuǎn)換和環(huán)境成本構(gòu)成城市能源系統(tǒng)總成本。本城市能源供需優(yōu)化 方法的目標(biāo)是使城市能源系統(tǒng)總成本最小化；需特別說(shuō)明的是，本發(fā)明中將發(fā)電技術(shù)的成 本分為燃料成本和運(yùn)行投資成本兩大類(lèi)，燃料成本主要為煤、油、氣的成本，歸入能源供應(yīng) 成本中；運(yùn)行投資成本歸入能源轉(zhuǎn)換成本中；各項(xiàng)成本具體計(jì)算方法如下：
[0175] b. 1)能源供應(yīng)成本
[0176] 能源供應(yīng)成本是能源生產(chǎn)量、調(diào)入量和調(diào)出量與相應(yīng)的成本或價(jià)格的乘積的總 和，包括各類(lèi)能源的生產(chǎn)、加工與運(yùn)輸成本：
[0177]
[0178]其中：
[0179]Csup為能源供應(yīng)成本；
[0180]PLSn,t為t時(shí)期本地生產(chǎn)能源η的價(jià)格；
[0181] PISn,t為t時(shí)期調(diào)入本地能源η的價(jià)格；
[0182]PESn,t為t時(shí)期調(diào)出本地能源i的價(jià)格；
[0183]LSn,t為t時(shí)期能源η的本地生產(chǎn)量；
[0184] 頂Sn,t為t時(shí)期能源η的調(diào)入本地量；
[0185]EXSn,t為t時(shí)期能源η的調(diào)出本地量；
[0186]ΡΙΕΛt時(shí)期外受電力的價(jià)格；
[0187]ΡΕΕΛt時(shí)期調(diào)出本地電力的價(jià)格；
[0188]ΙΜΕΛt時(shí)期的外受電量；
[0189] EXEtSt時(shí)期調(diào)出本地的電量；
[0190] b. 2)能源轉(zhuǎn)換成本
[0191] 能源轉(zhuǎn)換技術(shù)主要是指發(fā)電技術(shù)和供熱技術(shù)，成本包括已建及新建機(jī)組或設(shè)備的 運(yùn)行成本、新投建機(jī)組或設(shè)備的投資成本兩部分：
[0192]
[0193] 其中：
[0194] CtMn為能源轉(zhuǎn)換成本；
[0195] CGkit為t時(shí)期內(nèi)本地發(fā)電技術(shù)k的運(yùn)行成本，不包括燃料成本；
[0196] GSkit為t時(shí)期內(nèi)本地發(fā)電技術(shù)k的發(fā)電量，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組僅考慮其發(fā)電部分；
[0197] NGkit為t時(shí)期內(nèi)本地發(fā)電技術(shù)k的新增容量；
[0198] 為t時(shí)期內(nèi)本地發(fā)電技術(shù)k新增容量的單位投資成本；
[0199] t為t時(shí)期內(nèi)本地供熱技術(shù)1的運(yùn)行成本，不包括燃料成本；
[0200] HSUt為t時(shí)期內(nèi)本地供熱技術(shù)1的供熱量；
[0201 ]NHUt為t時(shí)期內(nèi)本地供熱技術(shù)1的新增容量；
[0202] Cqi為t時(shí)期內(nèi)本地供熱技術(shù)1新增容量的單位投資成本；
[0203] GSkit為t時(shí)期本地各類(lèi)型發(fā)電技術(shù)在各個(gè)規(guī)劃期內(nèi)的發(fā)電量；
[0204] b. 3)環(huán)境成本
[0205] 本方法中，主要考慮各類(lèi)火電機(jī)組的環(huán)境成本，包括環(huán)境治理成本與環(huán)境損失成 本；環(huán)境治理成本指為避免或控制污染物對(duì)環(huán)境造成的影響或?yàn)榱藴p少污染物排放而投入 的技術(shù)、設(shè)備及管理的單位成本；環(huán)境損失成本指電廠因?yàn)榕欧诺奈廴疚锵蛴嘘P(guān)部門(mén)繳納 的排污費(fèi)、碳稅等費(fèi)用；同時(shí)，本方法也考慮政府對(duì)于機(jī)組進(jìn)行污染減排給予的補(bǔ)貼費(fèi)用；
[0206]
[0207] 其中：
[0208] C_為環(huán)境成本；
[0209] Xkit (u)為t時(shí)期發(fā)電技術(shù)k的污染物u排放系數(shù)；
[0210] Xut (u)為t時(shí)期供熱技術(shù)1的污染物u排放系數(shù)；
[0211] CEPkit(u)為t時(shí)期發(fā)電技術(shù)k的污染物u的環(huán)境治理成本；
[0212] CEPUt (u)為t時(shí)期供熱技術(shù)k的污染物u的環(huán)境治理成本；
[0213] GBtt為t時(shí)期發(fā)電技術(shù)k實(shí)施環(huán)保所獲政府補(bǔ)貼；
[0214] GBUt為t時(shí)期供熱技術(shù)k實(shí)施環(huán)保所獲政府補(bǔ)貼；
[0215] U表示發(fā)電或供熱技術(shù)所排放污染物的類(lèi)型集合，在此U= [S02,C02,C0,N0X，粉 塵]。
[0216] 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：
[0217] minCclty=Csup+Ctran+Cenv
[0218] 其中：Cmty為城市能源系統(tǒng)總成本；Csup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；
[0219] 在步驟3)中，所述的約束條件為：
[0220] 考慮各類(lèi)對(duì)城市能源系統(tǒng)供需格局存在影響的因素，同時(shí)結(jié)合城市能源規(guī)劃政策 文件中的要求，建立相關(guān)約束條件，包括能源供需平衡約束、能源最大開(kāi)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；
[0221] 各類(lèi)約束條件的具體含義及內(nèi)容如下：
[0222] 3. 1)能源供需平衡約束
[0223] 考慮各品種煤、石油、天然氣類(lèi)能源的供需平衡約束及電力供需平衡約束：
[0224] LS一+TMS…-RXS一彡D一
[0225]
[0226] 式中：
[0227] Dnit為t時(shí)期能源η的需求量；
[0228] hkit為t時(shí)期發(fā)電技術(shù)k新增容量的年運(yùn)行時(shí)間；
[0229] nk為t時(shí)期發(fā)電技術(shù)k的廠用電系數(shù)；
[0230] DEtSt時(shí)期對(duì)電力的需求總量；
[0231] 3. 2)能源最大開(kāi)采能力約束
[0232] 根據(jù)城市能源系統(tǒng)中各類(lèi)能源的探明儲(chǔ)量與可持續(xù)發(fā)展開(kāi)采計(jì)劃，確定各時(shí)期各 類(lèi)能源的最大開(kāi)采能力：
[0233] LSn，t<βn，t
[0234] 式中：
[0235]βn,t為t時(shí)其月能源η的生產(chǎn)能力上限；
[0236] 3. 3)技術(shù)容量約束
[0237] 根據(jù)各時(shí)期發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)規(guī)模，確定發(fā)電量范圍：
[0238]
[0239] 式中：
[0240] GCk, t為t時(shí)期發(fā)電技術(shù)k的裝機(jī)容量規(guī)模上限；
[0241] &為t時(shí)期發(fā)電技術(shù)k的平均年運(yùn)行時(shí)間；
[0242] 3. 4)能源規(guī)劃政策約束
[0243] 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：
[0244] LSn,t^vn_t
[0245] vn,t為t時(shí)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；
[0246] 3. 5)可再生能源配額標(biāo)準(zhǔn)約束
[0247] 保障各年中各類(lèi)可再生能源配額標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)的完成；當(dāng)前暫未實(shí)施可再生能源配額 制，可將此約束看作各類(lèi)可再生能源的最低發(fā)展目標(biāo)約束；
[0248]
[0249]式中：
[0250] RPS^ t時(shí)期可再生能源在能源消費(fèi)總量中的最低目標(biāo)比重；
[0251] 3. 6)外受電比重約束
[0252] 考慮城市未來(lái)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)；
[0253]
[0254]式中：
[0255] δ為t時(shí)期外受電在總電能供應(yīng)中比重的最低目標(biāo)；
[0256] 3. 7)環(huán)保約束
[0257]
[0258]式中：
[0259] ω(u) t時(shí)期城市各類(lèi)污染物u的排放上限額；
[0260] 3. 8)非負(fù)約束
[0261] 為保證本方法中各變量取值具有實(shí)際意義，設(shè)定相關(guān)供應(yīng)量的非負(fù)約束：
[0262] LSn, t, IMS,, t, EXS,, t, GSk, t, NGk, t, HS^ t, NH^ t ^ 0〇
[0263] 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(fèi)量、能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)、能源 價(jià)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(kāi)采與規(guī)劃類(lèi)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)。
[0264] 在步驟5)中，如圖3所示，所述的應(yīng)用線性動(dòng)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：
[0265] 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；
[0266] 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(wèn)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；
[0267] 5. 3)確定不同階段間的線性規(guī)劃關(guān)系，獲得線性動(dòng)態(tài)規(guī)劃組；
[0268] 5. 4)分階段求解，獲得供需優(yōu)化結(jié)果。
[0269] 本發(fā)明旨在提出一種基于線性動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法的城市能源系統(tǒng)供需優(yōu)化方法；立足 城市能源供需現(xiàn)狀，建立能源供需優(yōu)化模型，在滿足能源需求、資源條件、環(huán)境約束及各類(lèi) 能源規(guī)劃要求的前提下使得城市能源系統(tǒng)的總成本最小化；同時(shí)，基于線性動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法 求解上述優(yōu)化模型，為相關(guān)工作者制定城市能源規(guī)劃提供指導(dǎo)依據(jù)，以更好地改善和優(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。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于線性動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法的城市能源系統(tǒng)供需優(yōu)化方法，其特征在于：所述的優(yōu) 化方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟： 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(duì)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(lèi)，建立城市能源供應(yīng)體系； 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(dòng)情況，確定優(yōu)化 變量；針對(duì)各優(yōu)化變量所對(duì)應(yīng)的能源種類(lèi)，計(jì)算其涉及的能源成本；基于優(yōu)化變量和對(duì)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)； 步驟3)根據(jù)上述目標(biāo)函數(shù)綜合分析對(duì)城市能源供需格局有重要影響作用的各類(lèi)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； 步驟4)收集并整理包括能源供應(yīng)價(jià)格及未來(lái)價(jià)格變化趨勢(shì)、各類(lèi)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