[發(fā)明專利]計(jì)及不確定性與需求響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010871022.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN111950807B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鵬;王子軒;郭天宇;王加浩;陳博;夏輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種計(jì)及不確定性與需求響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)在日前優(yōu)化階段，根據(jù)各類分布式能源和負(fù)荷的日前預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，以及能源價(jià)格波動(dòng)因素，建立計(jì)及魯棒不確定性和時(shí)移型需求響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)日前魯棒優(yōu)化運(yùn)行模型；

所述的計(jì)及魯棒不確定性和時(shí)移型需求響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)日前魯棒優(yōu)化運(yùn)行模型是以綜合能源系統(tǒng)在魯棒場(chǎng)景下的日前綜合運(yùn)行成本最小為目標(biāo)函數(shù)，以日前能量平衡約束、日前能源轉(zhuǎn)換設(shè)備約束、日前儲(chǔ)能約束、日前購(gòu)能約束、日前時(shí)移型需求響應(yīng)約束和日前魯棒約束為約束條件；其中，所述的約束條件具體表示為：

(1)日前能量平衡約束：

式中，和分別為日前優(yōu)化中t時(shí)段變壓器、光伏、風(fēng)機(jī)和微燃機(jī)的輸出電功率；為日前優(yōu)化中t時(shí)段電制冷機(jī)的耗電功率；分別為日前優(yōu)化中t時(shí)段熱交換器和微燃機(jī)的輸出熱功率；為日前優(yōu)化中t時(shí)段吸收式制冷機(jī)的耗熱功率；分別為日前優(yōu)化中t時(shí)段電制冷機(jī)和吸收式制冷機(jī)的輸出冷功率；為日前優(yōu)化中t時(shí)段系統(tǒng)的購(gòu)氣量；為日前優(yōu)化中t時(shí)段微燃機(jī)的耗氣量；和分別為日前優(yōu)化中t時(shí)段的電負(fù)荷、熱負(fù)荷、冷負(fù)荷和氣負(fù)荷；分別為日前優(yōu)化中t時(shí)段儲(chǔ)電和儲(chǔ)熱的輸出功率；

(2)日前能源轉(zhuǎn)換設(shè)備約束

式中，P_T,max、H_HE,max、P_PV,max、P_WT,max、P_MT,max、P_EC,max和H_AC,max分別為變壓器、熱交換器、光伏、風(fēng)電、微燃機(jī)、電制冷機(jī)和吸收式制冷機(jī)的最大功率；

(3)日前儲(chǔ)能約束

式中，下標(biāo)x代表儲(chǔ)能類型；分別為日前優(yōu)化中t時(shí)段儲(chǔ)能的輸出功率和能量存儲(chǔ)狀態(tài)；分別為日前優(yōu)化中儲(chǔ)能設(shè)備始、末能量存儲(chǔ)狀態(tài)；P_x,c,max、P_x,d,max分別為儲(chǔ)能的最大充、放能量功率；E_x,min、E_x,max分別為儲(chǔ)能設(shè)備的最小和最大狀態(tài)；

(4)日前購(gòu)能約束

式中，分別為日前優(yōu)化中t時(shí)段系統(tǒng)的購(gòu)電、購(gòu)熱、購(gòu)氣量；P_e,max、H_h,max、F_g,max分別系統(tǒng)向外部網(wǎng)絡(luò)購(gòu)電、購(gòu)熱、購(gòu)氣上限；

(5)日前時(shí)移型需求響應(yīng)約束

式中，分別為時(shí)移型需求響應(yīng)負(fù)荷變化量及變化上限；P_L,a、H_L,a、C_L,a、F_L,a分別為實(shí)施時(shí)移型需求響應(yīng)后的電、熱、冷、氣負(fù)荷；和分別表示實(shí)施時(shí)移型需求響應(yīng)前的電、熱、冷、氣負(fù)荷；E_p、E_h、E_c和E_f分別為電、熱、冷、氣的能源價(jià)格彈性矩陣；Δp_p、Δp_h、Δp_c和Δp_f分別為電、熱、冷、氣的能源價(jià)格變化率矩陣；

(6)日前魯棒約束

式中，T為調(diào)度時(shí)段周期，為24h；下標(biāo)x代表能量類型，p、c、h、f分別為電、冷、熱、氣能量標(biāo)志；為t時(shí)段x能量類型的不確定變量的魯棒區(qū)間保守參數(shù)，Γ為的最大值；

2)在日內(nèi)優(yōu)化階段，根據(jù)各類分布式能源和負(fù)荷的日內(nèi)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，以及系統(tǒng)日前優(yōu)化結(jié)果，建立計(jì)及隨機(jī)不確定性和替代型需求響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)日內(nèi)隨機(jī)優(yōu)化運(yùn)行模型；

所述的計(jì)及隨機(jī)不確定性和替代型需求響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)日內(nèi)隨機(jī)優(yōu)化運(yùn)行模型，是以綜合能源系統(tǒng)的日內(nèi)綜合運(yùn)行成本最小為目標(biāo)函數(shù)，以日內(nèi)能量平衡約束、日內(nèi)能源轉(zhuǎn)換設(shè)備約束、日內(nèi)儲(chǔ)能約束、日內(nèi)購(gòu)能約束和日內(nèi)替代型需求響應(yīng)約束為約束條件；其中，所述的約束條件具體表示為：

(1)日內(nèi)能量平衡約束

式中，和分別為日內(nèi)優(yōu)化中場(chǎng)景s下t時(shí)段變壓器、光伏、風(fēng)機(jī)和微燃機(jī)的輸出電功率；為日內(nèi)優(yōu)化中場(chǎng)景s下t時(shí)段電制冷機(jī)的耗電功率；分別為日內(nèi)優(yōu)化中場(chǎng)景s下t時(shí)段熱交換器和微燃機(jī)的輸出熱功率；為日內(nèi)優(yōu)化中場(chǎng)景s下t時(shí)段吸收式制冷機(jī)的耗熱功率；分別為日內(nèi)優(yōu)化中場(chǎng)景s下t時(shí)段電制冷機(jī)和吸收式制冷機(jī)的輸出冷功率；為日內(nèi)優(yōu)化中場(chǎng)景s下t時(shí)段系統(tǒng)的購(gòu)氣量；為日內(nèi)優(yōu)化中場(chǎng)景s下t時(shí)段微燃機(jī)的耗氣量；和分別為日內(nèi)優(yōu)化中場(chǎng)景s下t時(shí)段的電負(fù)荷、熱負(fù)荷、冷負(fù)荷和氣負(fù)荷；分別為日內(nèi)優(yōu)化中場(chǎng)景s下t時(shí)段儲(chǔ)電和儲(chǔ)熱的輸出功率；

(2)日內(nèi)能源轉(zhuǎn)換設(shè)備約束

式中，P_T,max、H_HE,max、P_PV,max、P_WT,max、P_MT,max、P_EC,max和H_AC,max分別為變壓器、熱交換器、光伏、風(fēng)電、微燃機(jī)、電制冷機(jī)和吸收式制冷機(jī)的最大功率；

(3)日內(nèi)儲(chǔ)能約束

式中，下標(biāo)x代表儲(chǔ)能類型；分別為日內(nèi)優(yōu)化中場(chǎng)景s下t時(shí)段儲(chǔ)能的輸出功率和能量存儲(chǔ)狀態(tài)；分別為日內(nèi)優(yōu)化中場(chǎng)景s下儲(chǔ)能設(shè)備始、末能量存儲(chǔ)狀態(tài)；P_x,c,max、P_x,d,max分別為儲(chǔ)能的最大充、放能量功率；E_x,min、E_x,max分別為儲(chǔ)能設(shè)備的最小和最大狀態(tài)；

(4)日內(nèi)購(gòu)能約束

式中，分別為日內(nèi)優(yōu)化中場(chǎng)景s下t時(shí)段系統(tǒng)的購(gòu)電、購(gòu)熱、購(gòu)氣量；P_e,max、H_h,max、F_g,max分別系統(tǒng)向外部網(wǎng)絡(luò)購(gòu)電、購(gòu)熱、購(gòu)氣上限；

(5)日內(nèi)替代型需求響應(yīng)約束

式中，為日內(nèi)優(yōu)化中場(chǎng)景s下t時(shí)段被替代的負(fù)荷量及其上限；和分別表示日內(nèi)優(yōu)化中場(chǎng)景s下t時(shí)段實(shí)施替代型需求響應(yīng)后的電、熱、冷、氣負(fù)荷；和分別表示實(shí)施替代型需求響應(yīng)前的電、熱、冷、氣負(fù)荷；k_ij表示能源i、j的替代轉(zhuǎn)化效率，且i,j∈{p,h,c,f}，i≠j，p、h、i、f分別代表電、熱、冷、氣；

3)將所述的計(jì)及魯棒不確定性和時(shí)移型需求響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)日前魯棒優(yōu)化運(yùn)行模型與計(jì)及隨機(jī)不確定性和替代型需求響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)日內(nèi)隨機(jī)優(yōu)化運(yùn)行模型，共同構(gòu)成計(jì)及多重不確定性與綜合需求響應(yīng)的綜合能源系統(tǒng)日前-日內(nèi)兩階段協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行模型，并通過Yalmip工具箱調(diào)用Gurobi求解器進(jìn)行模型求解。