CN113239529B - 一种综合能源系统的多目标优化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种综合能源系统的多目标优化方法，用于对综合能源系统的规划实现优化，综合能源系统的多目标优化方法包括以下步骤：步骤a：确定综合能源系统在规划周期内的总成本最小的目标函数；步骤b：确定综合能源系统的约束条件；步骤c：基于综合能源系统的约束条件求解目标函数而得到优化方案。该综合能源系统多目标优化方法，以基于冷热电三联供机组（CCHP）的综合能源系统进行规划方法设计。规划方法同时包含对于系统中设备选型定容的优化以及确定选型后设备运行出力的优化。其中运行方案考虑了规划周期内各个典型日场景，以一小时为时间间隔对设备出力进行优化。此外，考虑了各设备发生故障的场景，确保了系统供能的可靠性。

Description

一种综合能源系统的多目标优化方法
技术领域
本发明属于能源优化技术领域，具体涉及一种综合能源系统的多目标优化方法。
背景技术
在化石能源枯竭以及环境不断恶化的大环境下，新能源得到迅速发展，然而其消纳问题导致新能源利用效率低下；此外，电网故障导致的其他能源系统事故频发，这些问题暴露了传统能源系统独立规划和运行的不足。在此大背景下综合能源系统(IES)得到迅速发展，由于IES耦合了各种不同形式的能源，其对供能可靠性也提出了越来越高的要求与挑战，故需要对综合能源系统进行优化。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于综合能源系统，能够确保其供能可靠性的多目标优化方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种综合能源系统的多目标优化方法，用于对综合能源系统的规划实现优化，所述综合能源系统的多目标优化方法包括以下步骤：
步骤a：确定所述综合能源系统在规划周期内的总成本最小的目标函数；
步骤b：确定所述综合能源系统的约束条件；
步骤c：基于所述综合能源系统的约束条件求解所述目标函数而得到优化方案。
所述步骤a中，所述目标函数为：
min(finv(X)+fope(P))
其中，finv(X)表示所述综合能源系统的待选设备的总投资成本费用，fope(P)表示所述综合能源系统的运行总成本。
所述待选设备包括冷热电三联供机组、燃气锅炉、电制冷设备和变电站。
所述综合能源系统的待选设备的总投资成本费用为：
Figure BDA0003046845720000011
Figure BDA0003046845720000012
其中，
Figure BDA0003046845720000013
表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组的建设成本，
Figure BDA0003046845720000014
表示表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组的建设变量，
Figure BDA0003046845720000015
表示表示所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉的建设成本，
Figure BDA0003046845720000021
表示表示所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉的建设变量，
Figure BDA0003046845720000022
表示所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备的建设成本，
Figure BDA0003046845720000023
表示表示所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备的建设变量，所述冷热电三联供机组的建设变量、所述燃气锅炉的建设变量、所述电制冷设备的建设变量为1表示对应的所述冷热电三联供机组、所述燃气锅炉、所述电制冷设备投建，所述冷热电三联供机组的建设变量、所述燃气锅炉的建设变量、所述电制冷设备的建设变量为0表示对应的所述冷热电三联供机组、所述燃气锅炉、所述电制冷设备不建，NC表示所述冷热电三联供机组的待选数量，NG表示所述燃气锅炉的待选数量，NE表示所述电制冷设备的待选数量；
所述综合能源系统的运行总成本为：
Figure BDA0003046845720000024
其中，
Figure BDA0003046845720000025
表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组在典型日s下时刻t中的设备出力，
Figure BDA0003046845720000026
表示所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉在典型日s下时刻t中的设备出力，Ts表示典型日s在一年中出现的天数，
Figure BDA0003046845720000027
表示所述综合能源系统在典型日s下时刻t向外购气的价格，
Figure BDA0003046845720000028
表示所述综合能源系统在典型日s下时刻t向外购电的价格，
Figure BDA0003046845720000029
表示所述综合能源系统中的变电站在典型日s下时刻t中的出力，Scenes表示典型日个数，m表示将规划周期内的运行成本折算到规划年内的资金年折现率，
Figure BDA00030468457200000210
所述步骤b中，所述综合能源系统的约束条件包括能量供需平衡约束、电负荷供需平衡约束、热负荷供需平衡约束、冷负荷供需平衡约束、设备出力上下限约束以及设备在某一所述设备故障场景下的运行变量与建设变量之间的约束。
所述能量供需平衡约束表示为：
L≤CP
其中，L表示所述综合能源系统的冷热电负荷，P表示所述综合能源系统中的所述冷热电三联供机组、所述燃气锅炉、所述电制冷设备和所述变电站的出力大小，C表示耦合矩阵；
所述电负荷供需平衡约束表示为：
Figure BDA00030468457200000211
n∈{1,2,...,NC+NG+NE}
其中，
Figure BDA00030468457200000212
表示所述综合能源系统在典型日s下时刻t的电负荷，
Figure BDA00030468457200000213
表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA0003046845720000031
表示所述综合能源系统中的所述冷热电三联供机组输入的天然气能量和输出的电能之间的耦合关系，
Figure BDA0003046845720000032
表示所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA0003046845720000033
表示所述综合能源系统中的所述电制冷设备的输入的电能和输出的电能之间的耦合关系，
Figure BDA0003046845720000034
表示所述综合能源系统中的变电站在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA0003046845720000035
表示所述综合能源系统中的变电站的输入的电能和输出的电能之间的耦合关系；下标n表示不同的设备故障场景，总场景数为待选设备总数，NC表示所述冷热电三联供机组的待选数量，NG表示所述燃气锅炉的待选数量，NE表示所述电制冷设备的待选数量；
所述热负荷供需平衡约束表示为：
Figure BDA0003046845720000036
n∈{1,2,...,NC+NG+NE}
其中，
Figure BDA0003046845720000037
表示所述综合能源系统在典型日s下时刻t的热负荷，
Figure BDA0003046845720000038
表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA0003046845720000039
表示所述综合能源系统中的所述冷热电三联供机组输入的天然气能量和输出的热能之间的耦合关系，
Figure BDA00030468457200000310
表示所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA00030468457200000311
表示所述综合能源系统中的所述燃气锅炉输入的天然气能量和输出的热能之间的耦合关系，下标n表示不同的设备故障场景，总场景数为待选设备总数，NC表示所述冷热电三联供机组的待选数量，NG表示所述燃气锅炉的待选数量，NE表示所述电制冷设备的待选数量；
所述冷负荷供需平衡约束表示为：
Figure BDA00030468457200000312
n∈{1,2,...,NC+NG+NE}
其中，
Figure BDA00030468457200000313
表示所述综合能源系统在典型日s下时刻t的冷负荷，
Figure BDA00030468457200000314
表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA00030468457200000315
表示所述综合能源系统中的所述冷热电三联供机组输入的天然气能量和输出的冷能之间的耦合关系，
Figure BDA00030468457200000316
表示所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA00030468457200000317
表示所述综合能源系统中的所述电制冷设备输入的电能和输出的冷能之间的耦合关系，下标n表示不同的设备故障场景，总场景数为待选设备总数，NC表示所述冷热电三联供机组的待选数量，NG表示所述燃气锅炉的待选数量，NE表示所述电制冷设备的待选数量；
所述设备出力上下限约束表示为：
Figure BDA0003046845720000041
其中，
Figure BDA0003046845720000042
表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA0003046845720000043
表示设备故障场景n下所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组的运行情况，
Figure BDA0003046845720000044
表示所述综合能源系统中所述冷热电三联供机组出力最大值，下标n表示不同的设备故障场景；
Figure BDA0003046845720000045
其中，
Figure BDA0003046845720000046
表示所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA0003046845720000047
表示设备故障场景n下所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉的运行情况，
Figure BDA0003046845720000048
表示所述综合能源系统中的所述燃气锅炉出力最大值，下标n表示不同的设备故障场景；
Figure BDA0003046845720000049
其中，
Figure BDA00030468457200000410
表示所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA00030468457200000411
表示设备故障场景n下所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备的运行情况，
Figure BDA00030468457200000412
表示所述综合能源系统中的所述电制冷设备出力最大值，下标n表示不同的设备故障场景；
Figure BDA00030468457200000413
所述设备在某一所述设备故障场景下的运行变量与建设变量之间的约束表示为：
当处于某一设备对应的故障场景时，该设备运行状态变量置零，约束可表示为：
Figure BDA00030468457200000414
Figure BDA00030468457200000415
Figure BDA00030468457200000416
其中，
Figure BDA00030468457200000417
表示设备故障场景n下所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组的运行情况，
Figure BDA00030468457200000418
表示设备故障场景n下所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉的运行情况，
Figure BDA00030468457200000419
表示设备故障场景n下所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备的运行情况；
运行状态变量由设备的建设变量约束，只有当设备投建，才有可能处于运行状态，约束可表示为：
Figure BDA0003046845720000051
Figure BDA0003046845720000052
Figure BDA0003046845720000053
其中，
Figure BDA0003046845720000054
表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组的建设变量，
Figure BDA0003046845720000055
表示所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉的建设变量，
Figure BDA0003046845720000056
表示所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备的建设变量。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明能够对综合能源系统实施科学的优化，从而确保综合能源系统供能的可靠性。
附图说明
附图1为基于冷热电三联供机组的综合能源系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：本发明以基于冷热电三联供机组(CCHP)的综合能源系统进行规划方法设计。规划方法同时包含对于系统中设备选型定容的优化以及确定选型后设备运行出力的优化。其中运行方案考虑了规划周期内各个典型日场景，以一小时为时间间隔对设备出力进行优化。此外，考虑了各设备发生故障的场景，确保了系统供能的可靠性。
图1示出了本发明实施例中基于冷热电三联供机组的综合能源系统的结构示意图。本发明实施例中，本规划中考虑的待选设备主要包括冷热电三联产机组(CCHP)、燃气锅炉(GB)、变电站以及电制冷设备(EC)；其中，冷热电三联产机组主要包括燃气轮机、余热锅炉、热交换器和发电机组。
示例性的，图1中，电负荷的输出主要包括两个部分：其一、变电站直接输出；其二、天然气站将天然气输送给冷热电三联供机组的燃气轮机，燃气轮机将天然气的气能转换为电能输送给发电机组，发电机组的将电能转化与变电站输送的电能相汇合，形成电负荷输出；热负荷的输出主要包括两个部分：其一、天然气站将天然气输送给冷热电三联供机组的燃气轮机，燃气轮机将天然气燃烧产生的热量输送给余热锅炉，余热锅炉将热量传递给热交换器，热交换器将热量以热负荷的形式传出；其二、天然气站将天然气输送给燃气锅炉，燃气锅炉将天然气燃烧将气能转换为热能传出，传出的热能传输给热交换器，热交换器将热量以热负荷的形式传出；冷电荷的输出主要包括两个部分：其一、变电转将电能传输给电制冷设备，电制冷设备将电能转换为冷能传出；其二、天然气站将天然气输送给冷热电三联供机组的燃气轮机，燃气轮机将天然气燃烧产生的热量输送给余热锅炉，余热锅炉将热量传递给吸收式制冷机，吸收式制冷机将热能转换为冷能传递出，两者混合将冷电荷传出。
本发明的计及供能需求与经济的多目标优化方法以基于冷热电三联供机组(CCHP)的综合能源系统进行规划方法设计，规划方法同时包含对于系统中设备选型定容的优化以及确定选型后设备运行出力的优化。
一种综合能源系统的多目标优化方法，包括以下步骤：
步骤a：确定综合能源系统在规划周期内的总成本最小的目标函数。
步骤a中，目标函数为：
min(finv(X)+fope(P))
其中，finv(X)表示综合能源系统的待选设备的总投资成本费用，待选设备包括冷热电三联供机组(CCHP)、燃气锅炉(GB)、电制冷设备(EC)和变电站，如图1所示，各设备共同组成园区IES，其中燃气轮机、发电机组、余热锅炉等设备共同构成CCHP机组；fope(P)表示综合能源系统的运行总成本，包括向外购买天然气以及电的费用。
综合能源系统的待选设备的总投资成本费用为：
Figure BDA0003046845720000061
Figure BDA0003046845720000062
其中，
Figure BDA0003046845720000063
表示综合能源系统中第i个冷热电三联供机组的建设成本，
Figure BDA0003046845720000064
表示表示综合能源系统中第i个冷热电三联供机组的建设变量，
Figure BDA0003046845720000065
表示表示综合能源系统中第j个燃气锅炉的建设成本，
Figure BDA0003046845720000066
表示表示综合能源系统中第j个燃气锅炉的建设变量，
Figure BDA0003046845720000067
表示综合能源系统中第k个电制冷设备的建设成本，
Figure BDA0003046845720000068
表示表示综合能源系统中第k个电制冷设备的建设变量，冷热电三联供机组的建设变量、燃气锅炉的建设变量、电制冷设备的建设变量为1表示对应的冷热电三联供机组、燃气锅炉、电制冷设备投建，冷热电三联供机组的建设变量、燃气锅炉的建设变量、电制冷设备的建设变量为0表示对应的冷热电三联供机组、燃气锅炉、电制冷设备不建，NC表示冷热电三联供机组的待选数量，NG表示燃气锅炉的待选数量，NE表示电制冷设备的待选数量。
综合能源系统的运行总成本为：
Figure BDA0003046845720000071
其中，
Figure BDA0003046845720000072
表示综合能源系统中第i个冷热电三联供机组在典型日s下时刻t中的设备出力，
Figure BDA0003046845720000073
表示综合能源系统中第j个燃气锅炉在典型日s下时刻t中的设备出力，Ts表示典型日s在一年中出现的天数，
Figure BDA0003046845720000074
表示综合能源系统在典型日s下时刻t向外购气的价格，
Figure BDA0003046845720000075
表示综合能源系统在典型日s下时刻t向外购电的价格，
Figure BDA0003046845720000076
表示综合能源系统中的变电站在典型日s下时刻t中的出力，Scenes表示典型日个数，m表示将规划周期内的运行成本折算到规划年内的资金年折现率，
Figure BDA0003046845720000077
步骤b：确定综合能源系统的约束条件。
步骤b中，综合能源系统的约束条件包括能量供需平衡约束、电负荷供需平衡约束、热负荷供需平衡约束、冷负荷供需平衡约束、设备出力上下限约束以及设备在某一设备故障场景下的运行变量与建设变量之间的约束。规划模型中最重要的约束即能量供需平衡约束，其中电负荷需满足供需相等，而冷热出力可以大于等于冷热需求，本规划模型中采用能量枢纽模型(Energy Hub)对IES能量输入输出进行描述。
能量供需平衡约束表示为：
L≤CP
其中，L表示综合能源系统的冷热电负荷，P表示综合能源系统中的冷热电三联供机组、燃气锅炉、电制冷设备和变电站的出力大小，C表示耦合矩阵。
电负荷供需平衡约束表示为：
Figure BDA0003046845720000078
n∈{1,2,...,NC+NG+NE}
其中，
Figure BDA0003046845720000079
表示综合能源系统在典型日s下时刻t的电负荷，
Figure BDA00030468457200000710
表示综合能源系统中第i个冷热电三联供机组在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA00030468457200000711
表示综合能源系统中的冷热电三联供机组输入的天然气能量和输出的电能之间的耦合关系，
Figure BDA00030468457200000712
表示综合能源系统中第k个电制冷设备在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA00030468457200000713
表示综合能源系统中的电制冷设备的输入的电能和输出的电能之间的耦合关系，
Figure BDA00030468457200000714
表示综合能源系统中的变电站在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA00030468457200000715
表示综合能源系统中的变电站的输入的电能和输出的电能之间的耦合关系；下标n表示不同的设备故障场景，总场景数为待选设备总数，NC表示冷热电三联供机组的待选数量，NG表示燃气锅炉的待选数量，NE表示电制冷设备的待选数量。
热负荷供需平衡约束表示为：
Figure BDA0003046845720000081
n∈{1,2,...,NC+NG+NE}
其中，
Figure BDA0003046845720000082
表示综合能源系统在典型日s下时刻t的热负荷，
Figure BDA0003046845720000083
表示综合能源系统中第i个冷热电三联供机组在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA0003046845720000084
表示综合能源系统中的冷热电三联供机组输入的天然气能量和输出的热能之间的耦合关系，
Figure BDA0003046845720000085
表示综合能源系统中第j个燃气锅炉在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA0003046845720000086
表示综合能源系统中的燃气锅炉输入的天然气能量和输出的热能之间的耦合关系，下标n表示不同的设备故障场景，总场景数为待选设备总数，NC表示冷热电三联供机组的待选数量，NG表示燃气锅炉的待选数量，NE表示电制冷设备的待选数量。
冷负荷供需平衡约束表示为：
Figure BDA0003046845720000087
n∈{1,2,...,NC+NG+NE}
其中，
Figure BDA0003046845720000088
表示综合能源系统在典型日s下时刻t的冷负荷，
Figure BDA0003046845720000089
表示综合能源系统中第i个冷热电三联供机组在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA00030468457200000810
表示综合能源系统中的冷热电三联供机组输入的天然气能量和输出的冷能之间的耦合关系，
Figure BDA00030468457200000811
表示综合能源系统中第k个电制冷设备在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA00030468457200000812
表示综合能源系统中的电制冷设备输入的电能和输出的冷能之间的耦合关系，下标n表示不同的设备故障场景，总场景数为待选设备总数，NC表示冷热电三联供机组的待选数量，NG表示燃气锅炉的待选数量，NE表示电制冷设备的待选数量。
在传统规划模型中考虑正常运行情况下的供需平衡即可，在本申请中需要分别考虑不同设备发生故障时的场景，从而为系统提供足够的供能备用。其中
Figure BDA00030468457200000813
表示某一设备故障场景下的设备出力，下标n表示不同的设备故障场景，总场景数为待选设备总数，NC、NG、NE分别代表CCHP机组、燃气锅炉以及电制冷设备的待选数量。
通过设备故障场景下的供需平衡约束，能够保证在任何设备发生故障时，系统仍然具备充足的供能备用，从而使得系统仍能够正常运行，负荷需求能被满足，从而实现可靠性目标。
设备出力上下限约束表示为：
Figure BDA0003046845720000091
Figure BDA0003046845720000092
Figure BDA0003046845720000093
Figure BDA0003046845720000094
其中，
Figure BDA0003046845720000095
表示综合能源系统中第i个冷热电三联供机组在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA0003046845720000096
表示设备故障场景n下综合能源系统中第i个冷热电三联供机组的运行情况，
Figure BDA0003046845720000097
表示综合能源系统中冷热电三联供机组出力最大值，下标n表示不同的设备故障场景；
Figure BDA0003046845720000098
表示综合能源系统中第j个燃气锅炉在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA0003046845720000099
表示设备故障场景n下综合能源系统中第j个燃气锅炉的运行情况，
Figure BDA00030468457200000910
表示综合能源系统中的燃气锅炉出力最大值，下标n表示不同的设备故障场景；
Figure BDA00030468457200000911
表示综合能源系统中第k个电制冷设备在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure BDA00030468457200000912
表示设备故障场景n下综合能源系统中第k个电制冷设备的运行情况，
Figure BDA00030468457200000913
表示综合能源系统中的电制冷设备出力最大值，下标n表示不同的设备故障场景。
设备的出力与其最大容量和建设情况有关，在一般的运行场景中由最大容量与建设变量共同对设备出力进行约束，而在设备故障场景下，设备可能处于正常运行或者故障两种状态，因此出力由最大容量和运行状态变量共同约束。
Figure BDA00030468457200000914
表示设备故障场景下某一设备的运行情况，1表示运行，0表示故障。正常运行场景下的设备出力约束中，将
Figure BDA00030468457200000915
替换为建设变量X即可，表示只有当设备建设时才有出力。
设备在某一设备故障场景下的运行变量与建设变量之间的约束表示为：
1.当处于某一设备对应的故障场景时，该设备运行状态变量置零，约束可表示为：
Figure BDA00030468457200000916
Figure BDA00030468457200000917
Figure BDA00030468457200000918
其中，
Figure BDA00030468457200000919
表示设备故障场景n下综合能源系统中第i个冷热电三联供机组的运行情况，
Figure BDA00030468457200000920
表示设备故障场景n下综合能源系统中第j个燃气锅炉的运行情况，
Figure BDA00030468457200000921
表示设备故障场景n下综合能源系统中第k个电制冷设备的运行情况。
2.运行状态变量由设备的建设变量约束，只有当设备投建，才有可能处于运行状态，约束可表示为：
Figure BDA0003046845720000101
Figure BDA0003046845720000102
Figure BDA0003046845720000103
其中，
Figure BDA0003046845720000104
表示综合能源系统中第i个冷热电三联供机组的建设变量，
Figure BDA0003046845720000105
表示综合能源系统中第j个燃气锅炉的建设变量，
Figure BDA0003046845720000106
表示综合能源系统中第k个电制冷设备的建设变量。
步骤c：基于综合能源系统的约束条件求解目标函数而得到优化方案。
上述方案借鉴传统电网规划中的N-1规划方法，而提出一种考虑供能备用需求的IES规划方法，同时对经济性与可靠性进行了优化。该综合能源系统多目标优化方法，以基于冷热电三联供机组(CCHP)的综合能源系统进行规划方法设计。规划方法同时包含对于系统中设备选型定容的优化以及确定选型后设备运行出力的优化。其中运行方案考虑了规划周期内各个典型日场景，以一小时为时间间隔对设备出力进行优化。此外，考虑了各设备发生故障的场景，确保了系统供能的可靠性。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种综合能源系统的多目标优化方法，用于对综合能源系统的规划实现优化，其特征在于：所述综合能源系统的多目标优化方法包括以下步骤：
步骤a：确定所述综合能源系统在规划周期内的总成本最小的目标函数；
步骤b：确定所述综合能源系统的约束条件；
步骤c：基于所述综合能源系统的约束条件求解所述目标函数而得到优化方案；
所述步骤a中，所述目标函数为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
，
其中，
Figure 744682DEST_PATH_IMAGE002
表示所述综合能源系统的待选设备的总投资成本费用，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表示所述综合能源系统的运行总成本；
所述待选设备包括冷热电三联供机组、燃气锅炉、电制冷设备和变电站；
所述综合能源系统的待选设备的总投资成本费用为：
Figure 930944DEST_PATH_IMAGE004
，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
，
其中，
Figure 998257DEST_PATH_IMAGE006
表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组的建设成本，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组的建设变量，
Figure 484733DEST_PATH_IMAGE008
表示表示所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉的建设成本，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
表示表示所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉的建设变量，
Figure 979299DEST_PATH_IMAGE010
表示所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备的建设成本，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
表示表示所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备的建设变量，所述冷热电三联供机组的建设变量、所述燃气锅炉的建设变量、所述电制冷设备的建设变量为1表示对应的所述冷热电三联供机组、所述燃气锅炉、所述电制冷设备投建，所述冷热电三联供机组的建设变量、所述燃气锅炉的建设变量、所述电制冷设备的建设变量为0表示对应的所述冷热电三联供机组、所述燃气锅炉、所述电制冷设备不建，NC表示所述冷热电三联供机组的待选数量，NG表示所述燃气锅炉的待选数量，NE表示所述电制冷设备的待选数量；
所述综合能源系统的运行总成本为：
Figure 384348DEST_PATH_IMAGE012
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组在典型日s下时刻t中的设备出力，
Figure 255352DEST_PATH_IMAGE014
表示所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉在典型日s下时刻t中的设备出力，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
表示典型日s在一年中出现的天数，
Figure 596335DEST_PATH_IMAGE016
表示所述综合能源系统在典型日s下时刻t向外购气的价格，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
表示所述综合能源系统在典型日s下时刻t向外购电的价格，
Figure 261803DEST_PATH_IMAGE018
表示所述综合能源系统中的变电站在典型日s下时刻t中的出力，Scenes表示典型日个数，m表示将规划周期内的运行成本折算到规划年内的资金年折现率，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
。
2.根据权利要求1所述的一种综合能源系统的多目标优化方法，其特征在于：所述步骤b中，所述综合能源系统的约束条件包括能量供需平衡约束、电负荷供需平衡约束、热负荷供需平衡约束、冷负荷供需平衡约束、设备出力上下限约束以及设备在某一所述设备故障场景下的运行变量与建设变量之间的约束。
3.根据权利要求2所述的一种综合能源系统的多目标优化方法，其特征在于：所述能量供需平衡约束表示为：
L≤CP，
其中，L表示所述综合能源系统的冷热电负荷，P表示所述综合能源系统中的所述冷热电三联供机组、所述燃气锅炉、所述电制冷设备和所述变电站的出力大小，C表示耦合矩阵；
所述电负荷供需平衡约束表示为：
Figure 688236DEST_PATH_IMAGE020
，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
，
其中，
Figure 97352DEST_PATH_IMAGE022
表示所述综合能源系统在典型日s下时刻t的电负荷，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure 307489DEST_PATH_IMAGE024
表示所述综合能源系统中的所述冷热电三联供机组输入的天然气能量和输出的电能之间的耦合关系，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
表示所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure 409438DEST_PATH_IMAGE026
表示所述综合能源系统中的所述电制冷设备的输入的电能和输出的电能之间的耦合关系，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
表示所述综合能源系统中的变电站在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure 57588DEST_PATH_IMAGE028
表示所述综合能源系统中的变电站的输入的电能和输出的电能之间的耦合关系；下标n表示不同的设备故障场景，总场景数为待选设备总数，NC表示所述冷热电三联供机组的待选数量，NG表示所述燃气锅炉的待选数量，NE表示所述电制冷设备的待选数量；
所述热负荷供需平衡约束表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE029
，
Figure 4815DEST_PATH_IMAGE021
，
其中，
Figure 117128DEST_PATH_IMAGE030
表示所述综合能源系统在典型日s下时刻t的热负荷，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure 858819DEST_PATH_IMAGE032
表示所述综合能源系统中的所述冷热电三联供机组输入的天然气能量和输出的热能之间的耦合关系，
Figure DEST_PATH_IMAGE033
表示所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure 991335DEST_PATH_IMAGE034
表示所述综合能源系统中的所述燃气锅炉输入的天然气能量和输出的热能之间的耦合关系，下标n表示不同的设备故障场景，总场景数为待选设备总数，NC表示所述冷热电三联供机组的待选数量，NG表示所述燃气锅炉的待选数量，NE表示所述电制冷设备的待选数量；
所述冷负荷供需平衡约束表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure 742254DEST_PATH_IMAGE036
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
表示所述综合能源系统在典型日s下时刻t的冷负荷，
Figure 912335DEST_PATH_IMAGE038
表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure DEST_PATH_IMAGE039
表示所述综合能源系统中的所述冷热电三联供机组输入的天然气能量和输出的冷能之间的耦合关系，
Figure 90506DEST_PATH_IMAGE040
表示所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure DEST_PATH_IMAGE041
表示所述综合能源系统中的所述电制冷设备输入的电能和输出的冷能之间的耦合关系，下标n表示不同的设备故障场景，总场景数为待选设备总数，NC表示所述冷热电三联供机组的待选数量，NG表示所述燃气锅炉的待选数量，NE表示所述电制冷设备的待选数量；
所述设备出力上下限约束表示为：
Figure 447670DEST_PATH_IMAGE042
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE043
表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure 2279DEST_PATH_IMAGE044
表示设备故障场景n下所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组的运行情况，
Figure DEST_PATH_IMAGE045
表示所述综合能源系统中所述冷热电三联供机组出力最大值，下标n表示不同的设备故障场景；
Figure 764217DEST_PATH_IMAGE046
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE047
表示所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure 378869DEST_PATH_IMAGE048
表示设备故障场景n下所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉的运行情况，
Figure DEST_PATH_IMAGE049
表示所述综合能源系统中的所述燃气锅炉出力最大值，下标n表示不同的设备故障场景；
Figure 488908DEST_PATH_IMAGE050
，
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE051
表示所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备在典型日s下时刻t的故障场景下的设备出力，
Figure 316049DEST_PATH_IMAGE052
表示设备故障场景n下所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备的运行情况，
Figure DEST_PATH_IMAGE053
表示所述综合能源系统中的所述电制冷设备出力最大值，下标n表示不同的设备故障场景；
Figure 460723DEST_PATH_IMAGE054
，
所述设备在某一所述设备故障场景下的运行变量与建设变量之间的约束表示为：
当处于某一设备对应的故障场景时，该设备运行状态变量置零，约束可表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE055
，
Figure 246276DEST_PATH_IMAGE056
，
Figure DEST_PATH_IMAGE057
，
其中，
Figure 575102DEST_PATH_IMAGE058
表示设备故障场景n下所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组的运行情况，
Figure DEST_PATH_IMAGE059
表示设备故障场景n下所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉的运行情况，
Figure 471514DEST_PATH_IMAGE060
表示设备故障场景n下所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备的运行情况；
运行状态变量由设备的建设变量约束，只有当设备投建，才有可能处于运行状态，约束可表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE061
，
Figure 205115DEST_PATH_IMAGE062
，
Figure DEST_PATH_IMAGE063
，
其中，
Figure 161569DEST_PATH_IMAGE064
表示所述综合能源系统中第i个所述冷热电三联供机组的建设变量，
Figure DEST_PATH_IMAGE065
表示所述综合能源系统中第j个所述燃气锅炉的建设变量，
Figure 246200DEST_PATH_IMAGE066
表示所述综合能源系统中第k个所述电制冷设备的建设变量。
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