[發明專利]一種多區域電氣綜合能源系統能量與備用分散式調度方法

有效

• 申請號: 202010182634.9
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111342452B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 向月;吳剛;劉俊勇;劉友波
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06Q50/06;G06F30/20;G06F111/04;G06F113/06;G06F113/14;G06F119/14;G06F113/08
• 代理公司: 成都時譽知識產權代理事務所(普通合伙) 51250
• 代理人: 李雙

本發明公開了一種多區域電氣綜合能源系統能量與備用分散式調度方法，首先對多區域電氣綜合能源系統能量?備用協同優化調度問題進行數學建模，然后基于聯絡線與聯絡管道解耦的思想，將多區域集中式優化問題分解為區域優化調度子問題，最后根據交替方向乘子法，設計了一種分布式的能量?備用優化調度模型求解策略。所提方法僅需區域間交互有限的聯絡線與聯絡管道信息，不需要交換每個區域內部的能源系統信息，從而可以較好地保護不同區域的信息隱私，解決了傳統的多區域電氣綜合能源系統能量?備用決策難以保護不同區域的信息隱私的問題。

技術領域

本發明屬于能源系統運行優化技術領域，具體為一種多區域電氣綜合能源系統能量與備用分散式調度方法。

背景技術

電力系統與天然氣系統相互耦合構成的電氣綜合能源系統由于其能源利用效率高、有助于波動性清潔能源消納、減少碳排放量等優點受到了政府、企業和科研機構等單位廣泛地關注，而制定合理的電氣綜合能源系統優化調度策略是充分發揮能源系統協同互補優勢的基石。近年來，以光伏和風電為代表的強波動性、間歇性能源快速發展，綜合能源系統中清潔能源的滲透比例不斷增加，同時，負荷側以電動汽車等為代表的不確定性負荷也處于快速增長的時期。電源和負荷的雙重不確定性使得電氣綜合能源系統運行面對的風險不斷增加。因此，如何在管控不確定性因素帶來的風險的前提下，科學合理地制定優化調度策略是當今綜合能源系統領域關注的重點問題之一。

備用作為一種有效地應對不確定性風險的主要方式，已在能源系統中得到了廣泛地實踐和應用。由于供能裝置如發電機、氣井的備用可調節能力大小與其實時運行狀態有關，因此，備用優化調度通常與能量優化調度進行協同優化。由于區域互聯的能源系統可以實現不同區域的能量-備用協同互補，并降低系統運行成本和運行風險，多區域互聯電氣綜合能源系統的協調調度問題開始受到了關注。傳統多區域互聯電氣綜合能源系統協同優化調度均采用一種集中式地優化決策方式，即假設一個獨立的系統運營商負責整個多區域能源系統優化調度策略的制定，系統運營商需掌握所有互聯區域內部和相關連接通道的信息，然而，不同區域的能源系統往往隸屬于不同的運營或管理主體，運營或管理主體間出于行業競爭或其它方面的考慮，不會將內部的能源系統信息共享給其它主體。因此，迫切需要一種去中心化、分散式地優化決策方法來解決多區域互聯電氣綜合能源系統能量-備用協同優化問題。

發明內容

本發明提供了一種多區域電氣綜合能源系統能量與備用分散式調度方法，用于解決現有的不同區域的能源系統往往隸屬于不同的運營或管理主體，運營或管理主體間出于行業競爭或其它方面的考慮，不會將內部的能源系統信息共享給其它主體，從而影響多區域能源之間協同互補的問題。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種多區域電氣綜合能源系統能量與備用分散式調度方法，包括以下步驟：

步驟1：建立多區域耦合互聯電氣綜合能源系統能量與備用一體化優化調度模型；

步驟2：基于聯絡線與聯絡管道解耦的思想，將步驟1中的多區域耦合互聯電氣綜合能源系統能量與備用一體化優化調度模型進行分解，得到區域能量-備用協同優化調度子問題分解模型；進而將多區域集中式優化問題分解為區域優化調度子問題；

步驟3：根據步驟2得到的區域能量-備用協同優化調度子問題分解模型，基于交替方向乘子法，設計了一種多區域互聯電氣綜合能源系統能量-備用優化調度分散式求解策略。

優選的，所述多區域耦合互聯電氣綜合能源系統能量與備用一體化優化調度模型的建立步驟如下：

步驟1.1，建立目標函數，以調度周期內所有區域運行成本之和最小化為目標，包括常規機組發電成本、氣井供氣成本、棄風成本、向上備用容量成本與向下備用容量成本：

優化模型以調度周期內所有區域運行成本之和最小化為目標，包括常規機組發電成本、氣井供氣成本、棄風成本、向上備用容量成本與向下備用容量成本。