一种区域综合能源系统规划方案的仿真评估方法和系统

摘要

本发明提供了一种区域综合能源系统规划方案的仿真评估方法和系统，包括：基于预先建立的区域综合能源系统规划方案评估指标体系，采用统计模拟法对区域综合能源系统待评估规划方案进行模拟，得到各二级评估指标数据并计算指标值；确定最优和最劣规划方案，并对待评估规划方案中各二级评估指标值进行集对分析，得到集对联系度；基于评估指标体系，采用层次分析法和熵权法计算各评估指标的权重；将各指标的集对联系度与权重进行加权求和，得到评价综合集对联系度，并计算相对贴近度，依据相对贴近度对区域综合能源系统待评估规划方案进行评估。本发明考虑了各类负荷的时序性和随机性，可全面评估综合能源系统各方面性能。

说明书

技术领域

本发明属于区域综合能源系统评估领域，具体涉及一种区域综合能源系统规划方案的仿真评估方法和系统。

背景技术

随着冷热电联产，电制氢等技术的不断发展，不同能源的耦合愈加紧密，能源的生产、消费方式也将发生巨大变革。在保证能源经济、安全、稳定供应的同时，减少环境污染、提高社会经济效益、实现可持续发展已成为衡量能源规划工程项目综合水平的一项重要标准。判定综合能源系统的规划方案是否科学合理并满足用户需求，需要在进行评估时考虑各方面的影响因素，并采用合适的评估方法。

如今综合能源系统中大量接入风电、光电、冷热电三联供装置等分布式能源，形成冷热电综合能源系统的同时更带来电能质量和供热供冷质量问题。综合能源系统的冷、热、电等三种供能形式中各类负荷具有时序性、随机性等特点，使得综合能源系统评估研究成为难点。由于传统的电力系统和其他能源系统的运行管理是分开的，综合评估只面向单一的电力系统，不能体现综合能源系统的总体供能情况，对于有冷热电耦合交易的综合能源市场具有明显的局限性，无法兼顾供暖供冷质量。因此传统的电力评估指标无法全面反应综合能源系统各方面性能，不能适用于综合能源系统的评估。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种区域综合能源系统规划方案的仿真评估方法，包括：

基于预先建立的区域综合能源系统规划方案评估指标体系，采用统计模拟法对区域综合能源系统待评估规划方案进行模拟，得到各二级评估指标数据，并根据各二级评估指标数据计算各二级评估指标值；

确定待评估规划方案的最优规划方案和最劣规划方案，并对所述待评估规划方案中各二级评估指标值进行集对分析，得到各二级评估指标的集对联系度；

基于所述区域综合能源系统规划方案评估指标体系，采用层次分析法和熵权法计算所述各评估指标的权重；

将所述各二级评估指标的集对联系度与各评估指标的权重进行加权求和，得到评价综合集对联系度，并根据评价综合集对联系度计算待评估规划方案相对于最优规划方案的相对贴近度，依据所述相对贴近度对区域综合能源系统待评估规划方案进行评估；

其中，所述区域综合能源系统规划方案评估指标体系包括根据待评估系统预定的目标要求而选择的评估指标的集合。

优选的，所述评估指标包括一级评估指标和二级评估指标；

其中一级评估指标包括能源利用指标、经济效益指标、供能质量指标和低碳环保指标；

所述能源利用指标下的二级指标包括系统能源利用率、一次能源利用率和梯级能源利用率；

所述经济效益指标下的二级指标包括单位能量成本、单位电成本、单位热成本和单位冷成本；

所述供能质量指标下的二级指标包括供能质量指标的二级评估指标包括平均缺供电量、平均缺供热量、用户电压合格率和用户温度合格率；

所述低碳环保指标下的二级指标包括单位能量二氧化硫排放量、单位能量氮氧化合物排放量和单位能量二氧化碳排放量。

优选的，所述基于预先建立的区域综合能源系统规划方案评估指标体系，采用统计模拟法对区域综合能源系统待评估规划方案进行模拟，得到各二级评估指标数据，并根据各二级评估指标数据计算各二级评估指标值，包括：

采用统计模拟法在设定模拟时间内对区域综合能源系统待评估规划方案进行模拟，得到各元件的全年调度数值、时序出力值、正常运行时间的概率和故障停运时间的概率；

根据所述各元件的时序出力值、正常运行时间的概率和故障停运时间的概率，计算所述平均缺供电量和平均缺供热量的指标值；

根据所述各元件的全年调度数值和各指标公式，计算除平均缺供电量和平均缺供热量外的其他各评估指标值。

优选的，所述根据所述各元件的时序出力值、正常运行时间的概率和故障停运时间的概率，计算所述平均缺供电量和平均缺供热量的指标值，包括：

基于所述各元件的正常运行时间的概率和故障停运时间的概率，按正常运行和故障停运依次相间的顺序进行序贯抽样，得到各元件的时序运行状态；

对各元件时序出力值和时序运行状态进行组合，得到计及运行状态的各可修复元件实时值序列；

根据所述各可修复元件实时值序列，计算各可修复元件对应的缺供电量和缺供热量；

根据所述各可修复元件对应的缺供电量和缺供热量计算平均缺供电量和平均缺供热量的指标值；

所述各元件均为可修复元件，包括光伏阵列、储能设备、微燃机、燃气锅炉、制冷机、热泵和外部系统。

优选的，所述确定待评估规划方案的最优规划方案和最劣规划方案，并对所述待评估规划方案中各二级评估指标值进行集对分析，得到各二级评估指标的集对联系度，包括：

确定待评估规划方案的最优规划方案和最劣规划方案；

根据所述最优规划方案和最劣规划方案中的各评估指标值，对所述待评估规划方案中各二级评估指标值进行集对分析，得到各二级评估指标的集对联系度。

优选的，所述各二级评估指标的集对联系度，按下式计算：

μ

式中，μ

其中，待评估规划方案t中一级指标k下的二级评估指标r相对于最优规划方案中评估指标r的同一度a

式中，d

待评估规划方案t中一级指标k下的二级评估指标r相对于最优规划方案中评估指标r的对立度c

待评估规划方案t中一级指标k下的二级评估指标r相对于最优规划方案中评估指标r的差异度b

优选的，所述基于所述区域综合能源系统规划方案评估指标体系，采用层次分析法和熵权法计算所述各评估指标的权重，包括：

基于所述区域综合能源系统规划方案评估指标体系，分别采用层次分析法和熵权法，计算所述各评估指标的主观权重和客观权重；

通过将所述各评估指标的主观权重和客观权重加权求和，得到所述各评估指标的权重。

优选的，所述各评估指标的权重，按下式计算：

式中，w

优选的，所述将所述各二级评估指标的集对联系度与各评估指标的权重进行加权求和，得到评价综合集对联系度，包括：

将所述各一级评估指标下的各二级评估指标的集对联系度与对应的权重进行加权求和，得到各一级评估指标的集对联系度；

将所述各一级评估指标的集对联系度与对应的权重进行加权求和，得到评价综合集对联系度。

优选的，所述待评估规划方案相对于最优规划方案的相对贴近度，按下式计算：

式中，γ

其中，待评估规划方案t相对于最优规划方案的同一度a

式中，m为一级评估指标数，a

待评估规划方案t中一级评估指标k相对于最优规划方案中评估指标k的同一度a

式中，a

待评估规划方案t相对于最优规划方案的对立度c

式中，c

待评估规划方案t中一级评估指标k相对于最优规划方案中评估指标k的对立度c

式中，c

基于同一发明构思，本发明还提供了一种区域综合能源系统规划方案的仿真评估系统，包括：统计模拟模块、集对分析模块、权重计算模块和方案评估模块；

所述统计模拟模块，用于基于预先建立的区域综合能源系统规划方案评估指标体系，采用统计模拟法对区域综合能源系统待评估规划方案进行模拟，得到各二级评估指标数据，并根据各二级评估指标数据计算各二级评估指标值；

所述集对分析模块，用于确定待评估规划方案的最优规划方案和最劣规划方案，并对所述待评估规划方案中各二级评估指标值进行集对分析，得到各二级评估指标的集对联系度；

所述权重计算模块，用于基于所述区域综合能源系统规划方案评估指标体系，采用层次分析法和熵权法计算所述各评估指标的权重；

所述方案评估模块，用于将所述各二级评估指标的集对联系度与各评估指标的权重进行加权求和，得到评价综合集对联系度，并根据评价综合集对联系度计算待评估规划方案相对于最优规划方案的相对贴近度，依据所述相对贴近度对区域综合能源系统待评估规划方案进行评估；

其中，所述区域综合能源系统规划方案评估指标体系包括根据待评估系统预定的目标要求而选择的评估指标的集合。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：

本发明提供了一种区域综合能源系统规划方案的仿真评估方法和系统，包括：基于预先建立的区域综合能源系统规划方案评估指标体系，采用统计模拟法对区域综合能源系统待评估规划方案进行模拟，得到各二级评估指标数据，并根据各二级评估指标数据计算各二级评估指标值；确定待评估规划方案的最优规划方案和最劣规划方案，并对所述待评估规划方案中各二级评估指标值进行集对分析，得到各二级评估指标的集对联系度；基于所述区域综合能源系统规划方案评估指标体系，采用层次分析法和熵权法计算所述各评估指标的权重；将所述各二级评估指标的集对联系度与各评估指标的权重进行加权求和，得到评价综合集对联系度，并根据评价综合集对联系度计算待评估规划方案相对于最优规划方案的相对贴近度，依据所述相对贴近度对区域综合能源系统待评估规划方案进行评估。本发明考虑了各类负荷的时序性和随机性，可全面评估综合能源系统各方面性能。

本发明可全面反映指标主客观关系，从确定出合理的指标权重，客观合理的反应方案优劣程度。本发明提出的综合评估标指标体系可以全面、系统地量化、分析、评估区域综合能源系统的技术性、经济性、安全性、社会性。本发明提出的评估方法可以实现多个规划方案的优选，从而为规划与运行调度人员提供理论依据。

附图说明

图1为本发明提供的一种区域综合能源系统规划方案的仿真评估方法流程示意图；

图2为本发明提供的区域综合能源系统规划评估指标体系结构图；

图3为本发明提供的区域综合能源系统评估指标计算流程示意图；

图4为本发明提供的可修复元件的停运模型示意图；

图5为本发明提供的可修复元件的状态变化循环过程示意图；

图6为本发明提供的三状态元件抽样示意图；

图7为本发明提供的一种区域综合能源系统规划方案的仿真评估系统基本结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。

实施例1：

本发明提供的一种区域综合能源系统规划方案的仿真评估方法流程示意图如图1所示，包括：

步骤1：基于预先建立的区域综合能源系统规划方案评估指标体系，采用统计模拟法对区域综合能源系统待评估规划方案进行模拟，得到各二级评估指标数据，并根据各二级评估指标数据计算各二级评估指标值；

步骤2：确定待评估规划方案的最优规划方案和最劣规划方案，并对所述待评估规划方案中各二级评估指标值进行集对分析，得到各二级评估指标的集对联系度；

步骤3：基于所述区域综合能源系统规划方案评估指标体系，采用层次分析法和熵权法计算所述各评估指标的权重；

步骤4：将所述各二级评估指标的集对联系度与各评估指标的权重进行加权求和，得到评价综合集对联系度，并根据评价综合集对联系度计算待评估规划方案相对于最优规划方案的相对贴近度，依据所述相对贴近度对区域综合能源系统待评估规划方案进行评估；

其中，所述区域综合能源系统规划方案评估指标体系包括根据待评估系统预定的目标要求而选择的评估指标的集合。

为弥补传统的电力评估指标无法全面的反应综合能源系统各方面性能的不足，实现综合能源系统的大力发展和应用，提出一种区域综合能源系统规划方案的仿真评估方法，具体来说本方法是一种基于主客观赋权的区域综合能源系统评估方法。从反应综合能源系统整体性能出发，以技术性、经济性、安全性、社会性等方面为出发点，建立了区域综合能源系统规划方案评估指标体系(又称区域综合能源系统的综合评价指标体系)，采用集对分析法对各指标值进行评价，结合基于层次分析法与熵权法的综合赋权法，对区域综合能源系统规划方案进行综合评估和方案优选。

首先，考虑能源利用、经济效益、供能质量及低碳环保等方面，建立了区域综合能源系统综合评价指标体系；其次，通过集对分析评价各指标并得到指标联系度，确定各个二级指标及一级指标的指标权重，将指标联系度与指标权重进行合成运算，即可得出区域综合能源系统的评估结果；最后，采用层次分析法和熵权法相结合的主客观赋权法来确定指标权重。

步骤1中的区域综合能源系统规划方案评估指标体系是根据评价对象系统预定的目标要求而选择的评价指标的集合。综合能源系统规划方案评估指标体系的构建是以系统性、科学性、客观性和实用性为基础，以反映综合能源系统性能为目的，从电网动态性能和电网静态性能两方面考虑指标体系，涉及能源利用、经济效益、供能质量及低碳环保等不同方面，具体指标如图2所示，包括：一级评估指标和二级评估指标；

其中一级评估指标包括能源利用指标、经济效益指标、供能质量指标和低碳环保指标；

所述能源利用指标下的二级指标包括系统能源利用率、一次能源利用率和梯级能源利用率；

所述经济效益指标下的二级指标包括单位能量成本、单位电成本、单位热成本和单位冷成本；

所述供能质量指标下的二级指标包括供能质量指标的二级评估指标包括平均缺供电量、平均缺供热量、用户电压合格率和用户温度合格率；

所述低碳环保指标下的二级指标包括单位能量二氧化硫排放量、单位能量氮氧化合物排放量和单位能量二氧化碳排放量。

步骤1具体包括：

对规划方案中的区域综合能源系统进行年评估，全年分为供暖季(11—次年3月)，供冷季(6—9月)，过渡季(4、5、10月)，对3个季内每天24小时进行调度，得到365天调度数据，计算得到除缺供电量及缺供热量的其他各评价指标值。其中，反应系统缺供电量及缺供热量指标采用统计模拟法单独计算。

区域综合能源系统的评估指标获得，取模拟间隔Δt为1小时，模拟总时长为1年，模拟过程如下：

1)在模拟总时长范围内，分别生成光伏出力和负荷大小的时序序列；

2)结合Matlab与CPLEX软件进行365天优化调度，得出指标所需要数值；

3)根据各指标公式及所得到的全年调度数值，进行指标计算；

4)进行缺供电量及缺供热量指标的计算；

5)综合上面所得指标，得到所有户侧综合能源系统的评估指标值。

区域综合能源系统评估指标计算流程如图3所示。

采用统计模拟法在设定模拟时间内对区域综合能源系统待评估规划方案进行模拟，得到各元件的全年调度数值、时序出力值、正常运行时间的概率和故障停运时间的概率；

根据所述各元件的时序出力值、正常运行时间的概率和故障停运时间的概率，计算所述平均缺供电量和平均缺供热量的指标值；

其中，缺供电量及缺供热量指标计算方法如下：

本实施例采用统计模拟法对综合能源系统内的各分布式能源进行状态抽样，定量计算出综合能源系统缺供电量及缺供热量指标。

1)统计模拟法的理论基础

统计模拟法又称随机抽样技术，是一种随机模拟方法，以概率和统计理论方法为基础的一种计算方法，是使用随机数(或更常见的伪随机数)来解决计算问题的方法。为了求解问题，首先建立一个概率模型或随机过程，使它的参数或数字特征等于问题的解；然后通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算这些参数或数字特征，最后给出所求解的近似值。

统计模拟法的理论基础是概率论中的大数定律。根据大数定律，在抽样样本个数N充分大时，随机变量的期望值是它的无偏估计，故统计模拟法常常使用它的无偏估计作为问题的解。

设在N次独立试验中，n为事件A出现的次数，P(A)为事件A在每次试验中出现的概率，根据贝努利大数定律，对于任意ε>0，当N→∞时，事件A出现的频率n/N以概率1收敛于事件概率，即

当随机变量满足独立同分布的场合，即随机变量序列ξ1，ξ2，…，ξn的分布相同，且具有有限的数学期望值E(ξ)＝a，根据柯尔莫哥洛夫大数定律，对于任意ε>0，当N→∞时，变量以概率1收敛于期望值a，即

在统计模拟法中，其所抽取的样本为具有同分布性质的独立随机变量，因而，当抽取样本的个数足够大时，样本均值将以概率1收敛于分布均值，而事件A出现的频率则以概率1收敛于事件A出现的概率，这就保证了统计模拟法的概率收敛性。

2)元件状态的抽样

在综合能源系统中，大部分元件为可修复元件，其状态变化情况可通过稳态的“运行-停运-运行”的循环过程来模拟，如图4和图5所示。其中，λ为失效率(失效次数/年)，μ为修复率(修复次数/年)，TF为失效前运行时间(无故障工作时间)，TR为修复时间(失效时间)，这些参数满足如下关系式：

式中，MTF为元件失效前平均运行时间，MTR为元件的平均修复时间。

在对系统进行可靠性分析时，通常认为元件的下次故障与前次故障无关，即元件故障具有无记忆性。因此，可以认为元件的失效前运行时间与修复的时间均服从指数分布，其概率密度函数为：

式中，f(t)表示元件在t时刻发生故障的概率，g(t)表示元件在t时刻被修复完成的概率；

f(t)与g(t)的概率分布函数为：

式中，F(t)表示元件故障时刻小于t的概率，G(t)表示元件修复时刻小于t的概率；

对式(5)稍作变化，可得：

式中，F'(t)表示元件的无故障工作时间为t的概率，G'(t)表示元件的修复时间为t的概率。可以看出，F'(t)和G'(t)均为区间[0,1]内的数。

因此，可以通过产生位于[0,1]之间的随机数的方式，反过来抽样元件的无故障工作时间和修复时间，其抽样公式为：

式中，R

随后，根据所述各可修复元件实时值序列，计算各可修复元件对应的缺供电量和缺供热量；

最后，根据所述各可修复元件对应的缺供电量和缺供热量计算平均缺供电量和平均缺供热量的指标值。

3)元件状态的序贯抽样

对系统内各分布式能源的状态采取序贯抽样：

①光伏阵列的状态抽样

分布式电源中的光伏装置通常由诸多光伏面板串并联连接而成，因此可以用一个光伏阵列代表串并联的光伏面板。为了反映部分光伏面板的故障，在图4两状态模型的基础上，新增降额运行状态，其概率为P

②储能设备的状态抽样

储能设备的状态抽样包括两部分：一是其运行状态的抽样，二是其存储状态的抽样。由于每个分布式电源内的蓄电池组也是由多个蓄电池串并联而成，因此蓄电池组运行状态的抽样方法与光伏阵列相同。

③微燃机/燃气锅炉/制冷机/热泵的状态抽样

微燃机/燃气锅炉/制冷机/热泵的状态抽样相同，下面以微燃机为例进行介绍。系统内可能包括多台微燃机。对于每台微燃机，其状态抽样仍采用图4中的两状态模型。因此，对于含有m台微燃机的系统，其抽样方法为：首先，产生m个[0,1]间的随机数代表其抽样状态，R

根据所述各元件的全年调度数值和各指标公式，计算除平均缺供电量和平均缺供热量外的其他各评估指标值。

4)缺供电量及缺供热量指标评估流程

采用统计模拟法对综合能源系统的缺供电量及缺供热量指标进行评估，间隔时间Δt取1小时，模拟总时长为T年，模拟过程如下：

①在模拟总时长范围内，分别生成光伏出力和负荷大小的时序序列；

②对可修复元件(光伏阵列、储能设备、微燃机、燃气锅炉、制冷机、热泵、外部系统)采用序贯抽样各元件的运行-停运循环状态序列。抽样过程中，只考虑每类元件的正常运行和故障停运两种状态，模拟初始时刻所有元件均处于正常运行状态；

③对步骤①和步骤②中的得到的各元件出力值和时序运行状态进行组合，得到计及运行状态的各元件实时值序列；

④根据步骤③中得到的元件实时值序列，记录负荷的停电、停热/冷的情况，进而计算相应的缺供电量及缺供热量指标值。

步骤2具体包括：确定待评估规划方案的最优规划方案和最劣规划方案(以下简称最优方案和最劣方案)；

根据所述最优规划方案和最劣规划方案中的各评估指标值，对所述待评估规划方案中各二级评估指标值进行集对分析，得到各二级评估指标的集对联系度。

集对分析在多指标综合评价中的应用：

集对分析是处理系统确定性与不确定性相互作用的数学理论，与自然辩证法和人类思维方式相一致，因而在提出以来得到了广泛的应用。特别地，可以利用集对分析方法来处理方案决策问题。

设方案集为S＝{s

为在同一范围内进行分析，确定最优方案和最劣方案，两者可产生于方案集的内部，也可来自于方案集的外部，可根据系统目标和客观条件来确定。记最优方案和最劣方案对应e

进而，得规范化决策矩阵D：

为在同一范围内进行分析，确定最优值和最劣值，两者可产生于方案集的内部，也可来自于方案集的外部，可根据系统目标和客观条件来确定。记最优方案和最劣方案对应e

则可记最优方案U＝(u

在e

根据a+b+c＝1，计算集对{d

因而{d

由上式可知，当d

步骤3具体包括：

基于所述区域综合能源系统规划方案评估指标体系，分别采用层次分析法和熵权法，计算所述各评估指标的主观权重和客观权重；

通过将所述各评估指标的主观权重和客观权重加权求和，得到所述各评估指标的权重。

层次分析法和熵权法相结合的主客观赋权法：

1)确定指标权重的层次分析法

层次分析法确定各指标权重的步骤如下：

①首先由专家针对某一评估对象填写调查表：

表1专家调查表

表1中，b

②依据调查表建立判断矩阵：

③求判断矩阵B的最大特征值λ

Bv＝λ

④求各指标权重：

⑤一致性检验(m＝1，2时不需检验)

随机一致性比率CR为：

式中，CI为一致性指标，RI为平均随机一致性指标；

一致性指标CI可依下式确定：

式中，m为判断矩阵阶数。

平均随机一致性指标RI，可查表2确定；

表2平均随机一致性指标RI

当CR<0.1时，认为判断矩阵满足一致性要求，否则就需要调整判断矩阵中的元素取值，重新确定权重。

2)确定指标权重的熵权法

设有m个待评对象，n项评价指标，形成原始指标数据矩阵X＝(x

在信息论中，信息熵

基于熵值法的客观赋权步骤如下：

①建立原始信息矩阵

设样本数为m，指标数为n，指标变量为X

式中：x

②各指标同度量化，计算第j项指标下第i方案指标值的比重p

③计算第j项指标的熵值e

其中k>0，ln为自然对数，e

此时e

则第j项指标的熵值e

总信息量为：

④计算第j项指标的客观权重

对于给定的j，x

3)基于层次分析法和熵权法相结合的方法确定指标权重

指标权重是以定量的方式反映各项指标在实现对象预定要求中所起作用大小的比重。确定指标权重不仅可以更真实地反映出对象系统的特点，而且可以使评估工作实现主次有别，抓住主要矛盾的效果。指标权重的确定是系统评价中难度较大的一项工作，往往需要从整体上多次调整，反复归纳综合才能完成。为了使确定出的指标权重既考虑专家经验，又结合客观实际，可采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process，简称AHP，依据专家经验)和熵权法(Entropy Method，简称EM，从客观数据提取指标权重)相结合的方法确定指标权重，即采用层次分析法和熵权法分别确定各分项指标权重后，然后再按一定的百分比确定出最终的指标权重。其表达式：

w＝0.5w

式中，w为指标权重向量，w

步骤4具体包括：

将所述各一级评估指标下的各二级评估指标的集对联系度与对应的权重进行加权求和，得到各一级评估指标的集对联系度；

将所述各一级评估指标的集对联系度与对应的权重进行加权求和，得到评价综合集对联系度。

区域综合能源系统规划方案综合评估步骤为：

1)对方案t因素层中各个单因素(二级指标)A

2)对各个内容A

3)计算各内容层中各内容A

μ

式中，

4)对评估目标A，确定其包含的各项内容的权重w

5)计算方案t的评价综合集对联系度，公式为：

μ

式中，

6)同一度a

根据γ

本发明提供了一种区域综合能源系统规划方案的仿真评估方法，所提出的综合评估标指标体系可以全面、系统地量化、分析、评估区域综合能源系统的技术性、经济性、安全性、社会性；集对分析联系度可客观合理的反应方案优劣程度；层次分析法和熵权法相结合的综合赋权法可全面反映指标主客观关系，确定出合理的指标权重；所提出的综合评估方法可以实现多个设计方案的优选，从而为规划与运行调度人员提供理论依据。

实施例2：

基于同一发明构思，本发明还提供了一种区域综合能源系统规划方案的仿真评估系统，该系统的基本结构图如图7所示，包括：

统计模拟模块、集对分析模块、权重计算模块和方案评估模块；

所述统计模拟模块，用于基于预先建立的区域综合能源系统规划方案评估指标体系，采用统计模拟法对区域综合能源系统待评估规划方案进行模拟，得到各二级评估指标数据，并根据各二级评估指标数据计算各二级评估指标值；

所述集对分析模块，用于确定待评估规划方案的最优规划方案和最劣规划方案，并对所述待评估规划方案中各二级评估指标值进行集对分析，得到各二级评估指标的集对联系度；

所述权重计算模块，用于基于所述区域综合能源系统规划方案评估指标体系，采用层次分析法和熵权法计算所述各评估指标的权重；

所述方案评估模块，用于将所述各二级评估指标的集对联系度与各评估指标的权重进行加权求和，得到评价综合集对联系度，并根据评价综合集对联系度计算待评估规划方案相对于最优规划方案的相对贴近度，依据所述相对贴近度对区域综合能源系统待评估规划方案进行评估；

其中，所述区域综合能源系统规划方案评估指标体系包括根据待评估系统预定的目标要求而选择的评估指标的集合。

评估指标包括一级评估指标和二级评估指标；

其中一级评估指标包括能源利用指标、经济效益指标、供能质量指标和低碳环保指标；

所述能源利用指标下的二级指标包括系统能源利用率、一次能源利用率和梯级能源利用率；

所述经济效益指标下的二级指标包括单位能量成本、单位电成本、单位热成本和单位冷成本；

所述供能质量指标下的二级指标包括供能质量指标的二级评估指标包括平均缺供电量、平均缺供热量、用户电压合格率和用户温度合格率；

所述低碳环保指标下的二级指标包括单位能量二氧化硫排放量、单位能量氮氧化合物排放量和单位能量二氧化碳排放量。

其中，统计模拟模块包括：模拟单元、第一计算单元和第二计算单元；

所述模拟单元，用于采用统计模拟法在设定模拟时间内对区域综合能源系统待评估规划方案进行模拟，得到各元件的全年调度数值、时序出力值、正常运行时间的概率和故障停运时间的概率；

所述第一计算单元，用于根据所述各元件的时序出力值、正常运行时间的概率和故障停运时间的概率，计算所述平均缺供电量和平均缺供热量的指标值；

所述第二计算单元，用于根据所述各元件的全年调度数值和各指标公式，计算除平均缺供电量和平均缺供热量外的其他各评估指标值。

所述第一计算单元，具体包括：

基于所述各元件的正常运行时间的概率和故障停运时间的概率，按正常运行和故障停运依次相间的顺序进行序贯抽样，得到各元件的时序运行状态；

对各元件时序出力值和时序运行状态进行组合，得到计及运行状态的各可修复元件实时值序列；

根据所述各可修复元件实时值序列，计算各可修复元件对应的缺供电量和缺供热量；

根据所述各可修复元件对应的缺供电量和缺供热量计算平均缺供电量和平均缺供热量的指标值；

所述各元件均为可修复元件，包括光伏阵列、储能设备、微燃机、燃气锅炉、制冷机、热泵和外部系统。

所述各二级评估指标的集对联系度，按下式计算：

μ

式中，μ

其中，待评估规划方案t中一级指标k下的二级评估指标r相对于最优规划方案中评估指标r的同一度a

式中，d

待评估规划方案t中一级指标k下的二级评估指标r相对于最优规划方案中评估指标r的对立度c

待评估规划方案t中一级指标k下的二级评估指标r相对于最优规划方案中评估指标r的差异度b

所述权重计算模块包括：分权计算单元和加权求和单元；

所述分权计算单元，用于基于所述区域综合能源系统规划方案评估指标体系，分别采用层次分析法和熵权法，计算所述各评估指标的主观权重和客观权重；

所述加权求和单元，用于通过将所述各评估指标的主观权重和客观权重加权求和，得到所述各评估指标的权重。

所述各评估指标的权重，按下式计算：

式中，w

所述待评估规划方案相对于最优规划方案的相对贴近度，按下式计算：

式中，γ

其中，待评估规划方案t相对于最优规划方案的同一度a

式中，m为一级评估指标数，a

待评估规划方案t中一级评估指标k相对于最优规划方案中评估指标k的同一度a

式中，a

待评估规划方案t相对于最优规划方案的对立度c

式中，c

待评估规划方案t中一级评估指标k相对于最优规划方案中评估指标k的对立度c

式中，c

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。