本发明涉及综合能源系统规划领域，具体涉及分布式能源站多能互补建模领域和考虑能量的“数量”与“品质”双重属性的量质协同规划领域，尤其涉及多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法及系统。
背景技术：
1、随着能源需求的日益增长与环境保护日益迫切之间的矛盾愈加严峻，推动能源低碳转型、构建清洁高效可持续的能源系统成为目前能源领域的重要研究课题。综合能源系统通过多能互补，提高能源效率，从而实现节能减排的目的，分布式能源站作为综合能源系统的核心部分，对其热电联产机组、电锅炉等设备配置进行科学合理的规划，对促进分布式能源站高效发展、环保低碳转型具有重要意义。
2、目前，在分布式能源站规划问题上，考虑到不同区域的负荷特性往往不同。仅针对特定的区域进行规划，不同区域系统整体可能会产生配置冗余，现有研究对多区域间分布式能源站互联规划较少，且多未考虑分布式能源站间冷能互联管线的规划问题。同时，目前大部分研究多基于能量层面建立分布式能源站规划模型并展开分析，仅考虑了能量的“数量”，而忽略了不同形式能量“品质”的差异，难以充分体现能源的价值属性。分布式能源站作为大量异质能源之间的转换环节，在对其规划分析中，不能简单地仅考虑能量的“数量”层面的规划，应该兼顾能量的“数量”与“品质”，建立分布式能源站的量质协同规划模型。
3、现有技术文件1(cn111582658a)公开了一种考虑多区域互联协同的能源站设备配置及管线规划方法，其不足之处在于仅从能量“数量”角度进行多区域能源站电-热互联站-网规划，没有考虑能量“品质”影响因素，且仅考虑了能源站之间电、热互联，并未讨论能源站之间冷能互联建模。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法及系统，本发明将考虑能量损耗的电、冷、热互联管线模型与量质协同约束引入多区域分布式能源站规划模型中，在考虑多区域能源站电、冷、热互联规划的基础上，兼顾考虑能量的“数量”与“品质”双重价值属性，可以实现多区域能源站设备配置、互联管线量质协同选型规划与互联系统运行优化，详见下文描述：
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
3、多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法，考虑多区域、多个分布式能源站之间电能、冷能、热能的互联协同和兼顾考虑能量的“数量”与“品质”双重属性的量质协同规划及运行优化，其特征在于，包括：
4、s1、建立不考虑互联协同的分布式能源站综合模型；
5、s2、建立位于多区域内的多能源站电、冷、热互联管线模型；
6、s3、结合步骤s1获得的不考虑互联协同的单个分布式能源站综合模型与步骤s2获得的位于多区域内的多能源站互联管线传输模型，构建考虑电-冷-热互联协同的分布式能源站综合模型。
7、s4、针对s3得到的单个能源站的考虑电-冷-热互联协同的分布式能源站综合模型，引入目标函数和运行约束条件，构建多区域电-冷-热互联分布式能源站量质协同规划模型。
8、优选地，s1具体步骤包括：
9、s1.1、构建未计及互联管线、新能源发电设备和储能设备的单个分布式综合能源站模型；
10、s1.2、在步骤s1.1获得的分布式综合能源站模型基础上，构建计及新能源发电设备和储能设备的分布式综合能源站模型。
11、优选地，s1.1中，在不考虑分布式能源站间电-冷-热互联管线、光伏、风机等新能源以及储能设备的情况下，以能源集线器输入端p、转换端c和输出端l表述分布式能源站中能源之间的转换、存储和传递关系，未计及互联管线、新能源发电设备和储能设备的单个分布式综合能源站模型公式如下：
12、
13、式中，
14、分别为多区域能源站中某一能源站m的电、冷、热、气负荷；
15、分别为电网、气网输入功率(kw)；
16、μe、μc分别为热泵、电制冷机组耗电量占电网供电比例；
17、μg,1、μg,2分别为热电联产机组、燃气锅炉耗气量占气网供气比例；
18、分别表示chp的电、热效率，以及电制冷机、热泵、燃气锅炉的能量转换效率；
19、优选地，s1.2中，在步骤s1.1获得的分布式综合能源站模型基础上，构建计及新能源发电设备和储能设备的分布式综合能源站模型。具体地，考虑光伏、风机与储能设备，则典型分布式能源站输入-输出关系进一步以如下公式表示：
20、
21、式中：
22、分别为电储能、冷储能、热储能设备的蓄储能量功率(kw)；
23、分别为电储能、冷储能、热储能设备的释放能量功率(kw)；
24、ppv为光伏的输出功率(kw)、pwt为风机的输出功率(kw)。
25、优选地，多区域内的多能源站电冷热互联管线传输模型包括热网管道的损耗函数、电力线路的损耗函数和作为本发明突出的实质性特点之一冷网管道损耗函数。
26、优选地，构建冷网管道中t时段的输冷介质所传输的冷能流功率模型，以如下公式表示：
27、ccp,m-n(t)＝ccpmcp(t)·(ta(t)-tcp,m-n(t)) (3)
28、式中：
29、ccp,m-n(t)表示冷网管道中t时段的输冷介质所传输的冷能流功率；
30、ccp表示冷网管道cp输冷介质的比热容；
31、mcp(t)表示t时段冷网管道cp的质量流量；
32、ta(t)表示t时段冷网管道cp外部土壤温度；
33、tcp,m-n(t)表示时段t、能源站m,n之间管道cp的工质水流温度。
34、考虑到特定型号、特定长度冷网管道输冷介质质量流量是恒定的，冷网管道损耗函数的计算公式可表示为式(4)：
35、
36、
37、式中：
38、cstart(t)、cend(t)分别表示时段t流出、流入能源站m、n间冷网管道cp的冷能流功率(kw)；
39、为冷网管道cp推荐输冷介质质量流量；
40、为冷能流损耗系数；
41、λcp为冷网管道保温系数；
42、lcp为冷网管道cp长度；
43、为冷网管道cp的损耗函数。
44、此时，当冷网管道输冷介质最低温度tcp,min以及管道外部土壤温度ta给定时，可得冷网管道供冷功率上限ccp,max，以如下公式表示：
45、
46、式中：
47、ta(t)表示t时段管道外部土壤温度；
48、表示t时段冷网管道cp输冷介质最低温度。
49、优选地，所述考虑电能、冷能、热能互联协同、新能源和储能的分布式能源站综合模型可以表示为：
50、
51、式中，
52、分别为电储能、冷储能、热储能设备的蓄储能量功率(kw)；
53、分别为电储能、冷储能、热储能设备的释放能量功率(kw)；
54、ppv为光伏的输出功率(kw)、pwt为风机的输出功率(kw)；
55、分别为能源站m与能源站n之间的电-冷-热管线各自输送功率(kw)，表示与能源站m互联的能源站集合。
56、优选地，s4中，多区域电-冷-热互联des系统等值年总成本fcost包含能源购置成本fbuy、设备维护成本fmain、环境成本fenv和投资成本finv四部分，多区域电-冷-热互联分布式能源站量质协同规划模型目标函数表示为：
57、fcost＝min∑(fbuy+fmain+fenv+finv) (9)
58、式中：
59、fcost表示多区域电-冷-热互联分布式能源站系统等值年总成本；
60、fmain表示设备维护成本；
61、fenv表示环境成本；
62、finv表示投资成本。
63、其中，能源购置成本fbuy、设备维护成本fmain、环境成本fenv可表示为：
64、
65、式中：
66、表示时刻t不同区域能源站总购电量；
67、表示时刻t不同区域能源站总购气量；
68、ωe表示单位购电价格；
69、ωg表示单位购气价格；
70、pi(t)表示时刻t设备i出力；
71、total表示能源站m内部设备i总数；
72、υi表示设备i的运维系数；
73、γdes表示不同区域eh的集合；
74、χe表示电网的单位产能co2排放量；
75、χg表示气网的单位产能co2排放量；
76、πctax为等值碳税成本。
77、投资成本可表示为：
78、
79、式中：
80、为设备投资成本；
81、为互联管线投资成本；
82、为设备k、类型s的单位容量建设投资成本；
83、为对应的规划总容量；
84、γdes为不同区域的能源站集合，为管线类型集合、为能源站内部设备集合；
85、tk为设备k的使用年限；
86、tl电力线路l的使用年限；
87、tcp为冷网管道cp的使用年限；
88、thp为热力管道hp的使用年限；
89、分别为能源站m、n之间电-冷-热互联管线选型系数，为0-1整型变量，x表示不同型号；
90、r为设备或管线折旧率；
91、分别为电、冷、热管线单位长度所需建造成本。
92、优选地，s4中，多区域分布式能源站互联规划约束包括：分布式能源站设备规划约束、电-冷-热互联管线约束、多区域电-冷-热互联系统功率平衡约束和作为本发明突出的实质性特点之一的量质协同约束四部分。
93、优选地，能量具有“数量”与“品质”双重价值属性，热力学第一定律从能量“数量”层面揭示了能量守恒原理，热力学第二定律从能量“品质”层面揭示了能量贬值原理。量质协同即是指兼顾能量“数量”与“品质”双重价值属性。
94、的概念结合热力学第一、第二定律，表征能量中有效能部分，即能量中理论上可以转换为有用功的部分，可用来衡量不同形式能量“数量”大小和“品质”高低。本发明采用系统整体效率这一量质协同指标作为决策变量，首先，基于能质系数对分布式能源站系统输入和输出进行建模；进而，将分布式能源站视为一个黑箱系统，只关注系统的外部输入和输出，采用外部的输入及输出计算系统整体效率。分布式能源站“黑箱型”系统整体效率计算公式如式(25)所示：
95、
96、式中：
97、ρex(t)为分布式能源站逐时系统整体效率；
98、eex,out(t)为分布式能源站逐时系统总输出
99、eex,in(t)为分布式能源站逐时系统总输入
100、上述量质协同约束可表示为：
101、
102、式中：
103、为能源站m设定的逐时效率阈值；
104、为能源站m的逐时总输入；
105、分别为能源站m的逐时总输出
106、分别代表电能、冷能、热能、天然气的能质系数。
107、本发明的第二方面提供了一种多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划系统，用于运行所述的多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法，包括：
108、不考虑互联协同的分布式能源站综合模块：构建未计及互联管线、新能源发电设备和储能设备的单个分布式综合能源站模型，并在此基础上构建计及新能源发电设备和储能设备的不考虑互联协同的单个分布式能源站综合模型；
109、多区域内的多能源站电、冷、热互联管线模型模块：构建以损耗函数表示的冷网互联管线传输模型、热网互联管线传输模型以及电力互联管线传输模型；
110、考虑电-冷-热互联协同的分布式能源站综合模型模块：结合不考虑互联协同的单个分布式能源站综合模型与多区域内的多能源站电、冷、热互联管线模型，构建考虑电-冷-热互联协同的分布式能源站综合模型；
111、多区域电-冷-热互联分布式能源站量质协同规划模块：对考虑电-冷-热互联协同的分布式能源站综合模型，引入目标函数和运行约束条件，构建多区域电-冷-热互联分布式能源站量质协同规划模型；
112、约束构建模块：利用分布式能源站设备规划约束、电-冷-热互联管线约束、多区域电-冷-热互联系统功率平衡约束和量质协同约束四部分构建多区域分布式能源站互联规划约束构建模块。
113、与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果至少包括：
114、1、考虑到电能、冷能、热能的应用差异性较大，需要分别建立了考虑能量损耗的电、冷、热互联管线模型。现有研究主要考虑能源站之间电、热互联居多，对于冷能互联建模较少讨论，而能源站间冷能的互联传输量日益增多，本发明建立了考虑能量损耗的分布式能源站互联冷管线传输模型。
115、2、本发明在多区域能源站在考虑电能、冷能、热能的互联协同情景下，考虑了能量的“数量”与“品质”双重价值属性，考虑到可作为衡量能量品质的合理参数，将参数引入分布式能源站规划领域，引入系统整体效率，进而提出分布式能源站的量质协同约束，建立了更为完善的分布式能源站规划分析模型，实现了对能量的“量质协同”分析，构建一种量质协同的规划约束，实现对互联能源站进行量质协同规划，充分体现能源的价值属性，弥补了目前分布式能源站规划领域缺乏对能量的“品质”价值属性分析的不足，促进了分布式能源站对能源的高品质利用，降低不同区域分布式能源站单一规划产生的配置冗余，形成多区域互联系统整体总成本最优方案，降低系统碳排放量，提高环保效益。
1.多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法，计及多区域、多个分布式能源站之间电能、冷能、热能的互联协同和能量的“数量”与“品质”双重属性，进行量质协同规划及运行优化，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法，其特征在于，其中：
7.根据权利要求1所述的多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法，其特征在于，其中：
8.根据权利要求1所述的多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法，其特征在于：
10.根据权利要求1所述的多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法，其特征在于：
11.根据权利要求10所述的多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法，其特征在于：
12.多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划系统，用于运行根据权利要求1-10中任意一项所述的多区域电冷热互联分布式能源站量质协同规划方法，其特征在于，包括：
