[發(fā)明專利]一種綜合能源系統(tǒng)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010316566.0
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111401664A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉洋;趙瑞鋒;郭文鑫;王海柱;盧建剛;李波;王可
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力調(diào)度控制中心
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06K9/62
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 沈闖

本申請公開了一種綜合能源系統(tǒng)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法及裝置，包括：采用無窮維高斯混合模型對風(fēng)電預(yù)測誤差樣本集進(jìn)行聚類，得到數(shù)據(jù)驅(qū)動的風(fēng)電預(yù)測誤差不確定集；根據(jù)風(fēng)電預(yù)測誤差不確定集建立電氣綜合能源系統(tǒng)的魯棒優(yōu)化調(diào)度模型，魯棒優(yōu)化調(diào)度模型包括日前計(jì)劃調(diào)度階段以及實(shí)時(shí)運(yùn)行調(diào)度階段；求解日前計(jì)劃調(diào)度階段，得到?jīng)Q策機(jī)組啟停及出力區(qū)間、天然氣的供氣量區(qū)間；求解實(shí)時(shí)運(yùn)行調(diào)度，得到?jīng)Q策機(jī)組的出力值以及天然氣的供氣量。解決了風(fēng)電出力的不確定性環(huán)境下IEGS協(xié)調(diào)優(yōu)化的難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電力調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種綜合能源系統(tǒng)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法及裝置。

背景技術(shù)

近年來，隨著“能源互聯(lián)網(wǎng)”等概念的提出，多種能源形式的整合與轉(zhuǎn)化成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。電氣綜合能源系統(tǒng)(integrated electricity and gas system,IEGS)是指以電為核心，融合天然氣系統(tǒng)的現(xiàn)代能源系統(tǒng)。天然氣相比于其他一次能源具有清潔、環(huán)保的特征，研究其與電力系統(tǒng)間的相互影響具有實(shí)際意義。近年來,國內(nèi)外學(xué)者針對IEGS的優(yōu)化運(yùn)行,已有一些基礎(chǔ)性研究?，F(xiàn)目前的研究主要陣對考慮電儲能、P2G等多種儲能的IEGS規(guī)劃方法，但考慮風(fēng)電出力的不確定性對IEGS協(xié)調(diào)優(yōu)化的影響的研究較少。

為了處理IEGS中的風(fēng)電不確定性問題，一些學(xué)者提出了了隨機(jī)優(yōu)化和魯棒優(yōu)化技術(shù)，但以上方法都存在各自的局限性。隨機(jī)優(yōu)化的缺點(diǎn)是場景數(shù)量過多導(dǎo)致計(jì)算困難，并且不確定參數(shù)的精確分布往往難以獲得。魯棒優(yōu)化克服了隨機(jī)優(yōu)化計(jì)算量大的缺點(diǎn)，僅用一不確定集表征，但由于忽視了概率信息，其調(diào)度計(jì)劃往往過于保守。

隨著面向綜合能源的數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了透明的統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲及訪問。國內(nèi)外學(xué)者有機(jī)會獲得海量多樣的綜合能源系統(tǒng)大數(shù)據(jù)來解決綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的魯棒性問題。近年來，國內(nèi)外學(xué)者通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法，對魯棒優(yōu)化中不確定集的生成方式做出了改進(jìn)，提出了考慮矩不確定性的不確定集、基于Wasserstein距離的不確定集、基于主成分分析的不確定集等方法，以降低經(jīng)典魯棒優(yōu)化的保守性。然而，上述方法隱含假定了模糊集中的分布是類似的，而實(shí)際的風(fēng)電預(yù)測誤差分布極為復(fù)雜，與氣象、風(fēng)電場、電網(wǎng)等諸多因素相關(guān)，呈現(xiàn)多模態(tài)的特性，以上方法難以適用。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N綜合能源系統(tǒng)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法及裝置，解決了風(fēng)電出力的不確定性環(huán)境下IEGS協(xié)調(diào)優(yōu)化的難題。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種綜合能源系統(tǒng)魯棒優(yōu)化調(diào)度方法，所述方法包括：

采用無窮維高斯混合模型對風(fēng)電預(yù)測誤差樣本集進(jìn)行聚類，得到數(shù)據(jù)驅(qū)動的風(fēng)電預(yù)測誤差不確定集；

根據(jù)所述風(fēng)電預(yù)測誤差不確定集建立電氣綜合能源系統(tǒng)的魯棒優(yōu)化調(diào)度模型，所述魯棒優(yōu)化調(diào)度模型包括日前計(jì)劃調(diào)度階段以及實(shí)時(shí)運(yùn)行調(diào)度階段；

求解所述日前計(jì)劃調(diào)度階段，得到?jīng)Q策機(jī)組啟停及出力區(qū)間、天然氣的供氣量區(qū)間；

求解所述實(shí)時(shí)運(yùn)行調(diào)度，得到所述決策機(jī)組的出力值以及天然氣的供氣量。

可選的，所述采用無窮維高斯混合模型對風(fēng)電預(yù)測誤差樣本集進(jìn)行聚類，得到數(shù)據(jù)驅(qū)動的風(fēng)電預(yù)測誤差不確定集具體為：

采用無窮維高斯混合模型對多風(fēng)電預(yù)測誤差樣本集進(jìn)行聚類：

式中，為N維向量，代表t時(shí)刻N(yùn)個(gè)風(fēng)電場的預(yù)測誤差，表示均值為μ_k∈Rⁿ，協(xié)方差矩陣為Φ_k∈Rⁿⁿ的高斯分布，π_k是該分布的權(quán)重，滿足

根據(jù)風(fēng)電場預(yù)測誤差聚類結(jié)果，推導(dǎo)出數(shù)據(jù)驅(qū)動的風(fēng)電預(yù)測誤差不確定集為：