[發(fā)明專利]一種電-氣綜合能源系統(tǒng)的日前調度方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910244744.0
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN110070213B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設計）人: 許洋;吳皖莉;胡益夫;王逸飛;賴來利
• 申請（專利權）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發(fā)明涉及屬于對能源互聯(lián)網的電力系統(tǒng)運行和控制技術領域，更具體地，涉及一種電?氣綜合能源系統(tǒng)的日前調度方法。包括以下步驟：S1.建立電?氣綜合能源系統(tǒng)日前調度模型：包括建立電力網絡模型、建立天然氣網絡模型、建立燃氣機組模型、建立非燃氣機組模型、建立系統(tǒng)運行成本最低模型；S2.對S1步驟建立的電?氣綜合能源系統(tǒng)日前調度模型進行約束處理；S3.對模型進行求解：首先利用罰函數(shù)求解模型獲取粗糙解，然后利用泰勒級數(shù)法求解模型，并采用序貫二階錐規(guī)劃形成迭代優(yōu)化。本發(fā)明將罰函數(shù)法與泰勒級數(shù)法結合，利用序貫二階錐規(guī)劃方法，設計了一套電?氣綜合能源系統(tǒng)的日前調度算法，該算法具有較好的收斂性與精確性，提高了計算時間。

技術領域

本發(fā)明涉及屬于對能源互聯(lián)網的電力系統(tǒng)運行和控制技術領域，更具體地，涉及一種電-氣綜合能源系統(tǒng)的日前調度方法。

背景技術

作為第三次工業(yè)革命的核心技術，能源互聯(lián)網力圖結合可再生能源技術與互聯(lián)網技術，推動分布式可再生能源的大規(guī)模利用與分享，促進電力、交通、天然氣等多種復雜網絡系統(tǒng)的相互融合，最終實現(xiàn)改變能源利用模式，推動經濟與社會可持續(xù)發(fā)展的目的。其中天然氣相比于其他一次能源，經濟環(huán)保、儲量豐富，聯(lián)合循環(huán)燃氣輪機發(fā)電比重近年來逐步提升，電力與天然氣系統(tǒng)的融合日益深厚。能源互聯(lián)網中，以電力系統(tǒng)與天然氣系統(tǒng)為核心的“電-氣”綜合能源系統(tǒng)應用十分廣泛，而在日前調度中同時考慮電力網絡與天然氣網絡有助于提高系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性，降低整體運營成本，同時也推動了綜合能源系統(tǒng)的持續(xù)健康發(fā)展。

“電-氣”綜合能源系統(tǒng)的日前調度分為兩部分，電力系統(tǒng)日前調度與天然氣系統(tǒng)日前調度。

在電力系統(tǒng)日前調度中，往往考慮網絡安全約束的機組組合優(yōu)化或經濟調度，而前者在保證電力系統(tǒng)安全性的前提下，以運行成本最低為目標。機組組合模型是一個混合整數(shù)規(guī)劃(MIP)模型，其中整數(shù)變量來源于機組的開停狀態(tài)，而機組組合模型中的發(fā)電機成本曲線可以是線性形式，也可以是非線性的二次函數(shù)形式。機組組合常用的求解方法是通過成熟的商用求解器，求解該混合整數(shù)規(guī)劃問題。

在天然氣系統(tǒng)日前調度中，往往以天然氣網絡穩(wěn)態(tài)潮流優(yōu)化問題為主，在保證管道與節(jié)點氣壓不越限的前提下，以運行成本最低為目標。天然氣網絡穩(wěn)態(tài)潮流模型是一個非線性非凸的模型，其中管道-氣壓規(guī)則由Weymouth方程表示，該方程是一個非線性非凸的方程，這也是求解天然氣網絡穩(wěn)態(tài)潮流的難點。常用的天然氣網絡穩(wěn)態(tài)潮流的求解方法包括內點法、分段線性化等。

傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)日前調度方法，大多把天然氣網絡約束造成的影響簡單化，并反映到燃氣輪機上，進而體現(xiàn)到電力系統(tǒng)日前調度中。然而這并不準確，燃氣輪機在“電-氣”綜合能源系統(tǒng)中屬于耦合部件，不能完全體現(xiàn)天然氣網絡對電力網絡調度造成的影響。此外，現(xiàn)有“電-氣”綜合能源系統(tǒng)的模型不夠完善，求解方法的效率與精度較低，會造成額外的調度成本。

發(fā)明內容

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術所述的至少一種缺陷，提供一種電-氣綜合能源系統(tǒng)的日前調度方法，將罰函數(shù)法與泰勒級數(shù)法結合，利用序貫二階錐規(guī)劃方法，設計了一套電-氣綜合能源系統(tǒng)的日前調度算法，該算法具有較好的收斂性與精確性，提高了計算時間。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種電-氣綜合能源系統(tǒng)的日前調度方法，包括以下步驟：

S1.建立電-氣綜合能源系統(tǒng)日前調度模型：包括建立電力網絡模型、建立天然氣網絡模型、建立燃氣機組模型、建立非燃氣機組模型、建立系統(tǒng)運行成本最低模型；

S2.對S1步驟建立的電-氣綜合能源系統(tǒng)日前調度模型進行約束處理；

S3.對模型進行求解：首先利用罰函數(shù)求解模型獲取粗糙解，然后利用泰勒級數(shù)法求解模型，并采用序貫二階錐規(guī)劃形成迭代優(yōu)化。

進一步的，所述的S1步驟中，所述的建立電力網絡模型包括：

1)建立電力平衡方程：