[發明專利]考慮場景模擬的綜合能源系統隨機優化模型的建立方法

有效

• 申請號: 202010062109.3
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111144668B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 梅飛;江玉寒;張家堂;顧佳琪;余昆;甘磊;于建成;王旭東;吳磊
• 申請（專利權）人: 河海大學;國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/38;H02J3/46;H02J3/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 馬進

本發明公開了一種考慮場景模擬的綜合能源系統隨機優化模型的建立方法，包括：利用隨機優化中的場景分析技術處理風光電源出力及熱電負荷預測的不確定性，根據源荷概率分布進行拉丁超立方抽樣，模擬得到不同時段下的多種運行場景，繼而利用Kmeans聚類算法對場景進行聚類縮減，從而構造用于系統運行優化的典型運行場景集。基于運行場景集，以系統運行整體經濟性為目標，同時考慮系統的整體能效水平及新能源消納能力，構造分布式綜合能源系統隨機優化模型，將隨機優化問題轉化為不同運行場景下的確定性優化問題，生成不同優化周期內的運行策略，簡化了模型復雜度，保障了系統在不確定性因素影響下的經濟性與安全穩定性。

技術領域

本發明屬于綜合能源系統技術領域，尤其涉及一種考慮場景模擬的綜合能源系統隨機優化模型建立方法。

背景技術

作為能源互聯網的重要載體，綜合能源系統(IES)綜合了包括冷熱電聯供能源站、可再生能源發電系統等在內的多種分布式能源系統，對提高能源綜合利用率，促進可再生能源的消納，實現能量的階梯利用具有重要意義，其發展已受到國際社會的廣泛關注。

目前，對于綜合能源系統的建模及運行優化方面，已經開展了較多的研究。這些優化運行模型與策略的研究多針對確定且單一運行場景下的能源樞紐基礎設備，對多能源系統深度耦合所帶來的復雜運行條件的考慮仍然較為缺乏，難以兼顧到不同場景案例對系統安全經濟運行的影響，因此其運行優化策略往往存在一定的局限性。

綜合能源系統的構建為大規模可再生能源的消納提供了新途徑，但多能源系統的耦合及可再生能源的接入也將大大增加系統運行的復雜性與不確定性，為綜合能源系統的優化運行帶來了更大的挑戰。為了提升IES優化運行方案的可靠性與經濟性，需要充分考慮IES在不確定性情況下可能的運行場景，使得系統在復雜運行條件下仍能保持一定的經濟性與安全運行裕度。

發明內容

針對以上問題，本發明提出一種考慮場景模擬的綜合能源系統優化運行方法，旨在簡化模型復雜度，保障系統在不確定性因素影響下的經濟性與安全穩定性。

為達到上述目的，本發明通過如下的技術方法實現：

一種考慮場景模擬的綜合能源系統隨機優化模型的建立方法，包括如下步驟：

根據風電光伏出力和負荷數據建立綜合能源系統的基礎運行場景集；

根據源荷側的概率分布對所述基礎運行場景集進行隨機化處理，得到隨機性場景集；

對所述隨機性場景集進行縮減處理，得到典型運行場景集；

根據所述典型運行場景集、決策目標函數和約束條件建立隨機優化模型。

進一步的，所述基礎運行場景集包括：

式中，k，l與n分別代表基礎場景中的分布式能源數及熱、電負荷類型數；S_source,k代表第k個分布式能源出力的時序數據集，代表第l類熱負荷需求的時序數據集，代表第n類電負荷需求的時序數據集。

進一步的，所述概率分布包括光伏系統出力概率密度、風速的概率密度、熱電負荷的概率密度。

進一步的，所述光伏系統出力概率密度的計算方法包括：

式中，f(μ)為輻照度的概率密度函數，μ為輻照度，μ’為輻照強度與統計時段內最大輻照度的比值，u_max為統計時間段內的最大輻照度；α為Beta分布的第一個模型參數，β為Beta分布的第二個模型參數；

所述風速的概率密度的計算方法包括：