[發(fā)明專利]一種基于分布式計算的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化方法及裝置

在審

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• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111915071A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設計）人: 聶文昭;劉亞騎;崔曉青;韓為民;王晶;尹愛輝
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司濟南供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本公開提出了一種基于分布式計算的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化方法及裝置，本公開所述方案在網絡側IES基礎上，應用分布式計算思想，首先根據能源類別將IES分解成不同的子系統(tǒng)，然后在每一個子系統(tǒng)中引入獨立的對偶算子，實現各單元局部獨立優(yōu)化，再交替迭代得到整體最優(yōu)，保證綜合能源系統(tǒng)調度周期內運行成本最小。

技術領域

本公開涉及綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化技術領域，特別是涉及一種基于分布式計算 的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化方法及裝置。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在 先技術。

隨著可再生能源等各類技術的發(fā)展，不同能源系統(tǒng)之間的耦合不斷深入， 在能源與信息技術的深入融合和推動下，能源體系的又一次變革，能源互聯(lián)網 概念應運而生。能源互聯(lián)網不是智能電網或其他能源體系的簡單升級，其涵蓋 的范圍既包括傳統(tǒng)化石能源、清潔能源、電能等能源形式，也包括電網、燃氣 網、熱網等網絡結構，是實現電、氣、風、光、熱等“多源互補”，“源-網-荷- 儲”各環(huán)節(jié)高度協(xié)調協(xié)調的新型能源服務網絡。

在能源互聯(lián)的背景下，綜合能源系統(tǒng)(Integrated Energy System，IES) 成為能源領域的另一個重要發(fā)展方向，綜合能源系統(tǒng)關注的重點在于多種能源 之間融合，能源之間相互替代以實現成本最低；綜合能源用戶的經濟需求可以分 為兩類，一類是對于已投運的系統(tǒng)，需要獲得合理的用能方案實現運行成本最 低；另一類是將投運前的系統(tǒng)建設規(guī)劃一并納入成本考慮，需要規(guī)劃合理的建 設方案，使未來運行成本期望最低；通過該系統(tǒng)內多種能源(傳統(tǒng)能源/可再生 能源，冷/熱/電/氣/氫等)之間的科學調度，實現能源高效利用、滿足用戶多 種能源需求、提高社會供能可靠性和安全性等目的。

而除了上文所說的供能可靠性和安全性以外，IES用戶另一基本需求是盡可 能降低用能成本，對于用戶而言，降低運行成本的目的是通過應用合理的用能 方案來實現的，發(fā)明人發(fā)現，就IES最基本的構成元素單節(jié)點用戶側IES來說， 現有的研究方法中，對于小系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)，主要采用集中式優(yōu)化方法，而較 為復雜的系統(tǒng)網需要進行分布式計算降低計算集中度，過去有基于基本可控單 元的分布式計算方法，但受限制較多，主要用于單一能源的系統(tǒng)中；另有基于 能源類型進行子系統(tǒng)劃分的分布式計算方法，應用于電力/燃氣兩元素耦合系統(tǒng) 取得了較好的效果；然而對于含兩種以上耦合能源的IES，如何采用分布式計算 方法并保證計算結果收斂，尚未得到解決。

發(fā)明內容

本公開為了解決上述問題，提出了一種基于分布式計算的綜合能源系統(tǒng)優(yōu) 化方法及裝置，本公開所述方案在網絡側IES基礎上，應用分布式計算思想， 首先根據能源類別將IES分解成不同的子系統(tǒng)，然后在每一個子系統(tǒng)中引入獨 立的對偶算子，實現各單元局部獨立優(yōu)化，再交替迭代得到整體最優(yōu)，保證綜 合能源系統(tǒng)調度周期內運行成本最小。

根據本公開實施例的第一個方面，提供了一種基于分布式計算的綜合能源 系統(tǒng)優(yōu)化方法，包括：

建立綜合能源系統(tǒng)運行成本的目標函數；

根據所述綜合能源系統(tǒng)運行成本目標函數，確定優(yōu)化變量和約束條件；

根據所述優(yōu)化變量和約束條件，利用改進的ADMM算法建立綜合能源系統(tǒng)分 布式優(yōu)化調度模型；

基于所述優(yōu)化調度模型進行所述綜合能源系統(tǒng)的調度計算，確定綜合能源 系統(tǒng)的運行參數。

進一步的，所述方法將綜合能源系統(tǒng)分解成若干子系統(tǒng)，將系統(tǒng)優(yōu)化問題 轉化為多變量最優(yōu)問題，所述綜合能源系統(tǒng)運行成本的目標函數為：

min{I₁(x)+I₂(y)+I₃(z)}