[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于點(diǎn)估計(jì)法概率多能流的能源網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)規(guī)劃方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011162908.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112365134B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張沈習(xí);杜煒;霍現(xiàn)旭;于建成;程浩忠;楊志宏;呂佳煒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);國(guó)網(wǎng)天津市電力公司;國(guó)電南瑞科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/0637
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/0637;G06Q50/06;G06N3/006
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

1.一種基于點(diǎn)估計(jì)法概率多能流的能源網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)規(guī)劃方法，其特征在于，該方法采用基于三點(diǎn)估計(jì)法概率多能流嵌入改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法對(duì)構(gòu)建的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)能源網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)規(guī)劃模型進(jìn)行求解，獲得最優(yōu)隨機(jī)規(guī)劃方案，所述最優(yōu)隨機(jī)規(guī)劃方案包括待規(guī)劃能源網(wǎng)絡(luò)中新建配電線路/配氣管道/供熱管道編號(hào)，所述區(qū)域綜合能源系統(tǒng)能源網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)規(guī)劃模型以規(guī)劃期內(nèi)總成本最低為目標(biāo)，總成本由新建成本、運(yùn)行成本的期望值、CO2處理成本的期望值三部分組成，其中，

通過(guò)所述粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行求解的過(guò)程中，采用嵌入的三點(diǎn)估計(jì)法進(jìn)行考慮相關(guān)性的概率多能流計(jì)算，限制配電線路、配氣管道、供熱管道傳輸能流和電力系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓的越限概率，實(shí)現(xiàn)機(jī)會(huì)約束條件檢驗(yàn)，將概率多能流計(jì)算得出的輸出狀態(tài)變量的統(tǒng)計(jì)信息與區(qū)域綜合能源系統(tǒng)能源網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃相結(jié)合，以使各候選隨機(jī)規(guī)劃方案滿(mǎn)足機(jī)會(huì)約束；

所述區(qū)域綜合能源系統(tǒng)能源網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)規(guī)劃模型的約束條件包括狀態(tài)變量約束、經(jīng)濟(jì)性約束、電力系統(tǒng)約束、天然氣系統(tǒng)約束、熱力系統(tǒng)約束、機(jī)會(huì)約束和不確定性因素間的相關(guān)性約束；

通過(guò)所述粒子群算法進(jìn)行求解的過(guò)程中，初始粒子群的生成策略包括以下步驟：

101)將含有備選線路且包含總支路數(shù)最少的閉合環(huán)路視作一個(gè)基礎(chǔ)環(huán)路，對(duì)每個(gè)基礎(chǔ)環(huán)路內(nèi)的備選線路從1開(kāi)始按順時(shí)針?lè)较蚓幪?hào)；

102)從每個(gè)基礎(chǔ)環(huán)路中隨機(jī)選擇一條不重復(fù)的備選線路組成一個(gè)初始粒子；

103)使用節(jié)點(diǎn)短接法檢查斷開(kāi)初始粒子對(duì)應(yīng)的備選線路后網(wǎng)絡(luò)的連通性，若連通，則將對(duì)應(yīng)的初始粒子存入初始粒子群中，返回步驟102)生成下一個(gè)粒子，否則，舍棄對(duì)應(yīng)的初始粒子，返回步驟102)重新隨機(jī)生成一個(gè)粒子；

所述檢查斷開(kāi)初始粒子對(duì)應(yīng)的備選線路后網(wǎng)絡(luò)的連通性具體為：

a.建立節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)矩陣，節(jié)點(diǎn)i與j直接相連時(shí)元素(i,j)為1，否則元素(i,j)為0，對(duì)角元均為0；

b.從(1,2)開(kāi)始掃描，若(1,j)為1說(shuō)明節(jié)點(diǎn)1與節(jié)點(diǎn)j相連，則將第1行與第j行、第1列與第j列的各元素做“或”運(yùn)算，結(jié)果置于第j行或第j列，即將節(jié)點(diǎn)1與其所有相連的節(jié)點(diǎn)短接；

c.刪去第一行第一列，將對(duì)角元置0；

d.重復(fù)步驟b、c直至某一行全為0或矩陣僅余一階；

e.若某一行全為0，則判定粒子對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)不連通，若矩陣僅余一階，則判定粒子對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)連通；

所述備選線路包括備選配電線路、備選配氣管道和/或備選供熱管道。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點(diǎn)估計(jì)法概率多能流的能源網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)規(guī)劃方法，其特征在于，通過(guò)所述粒子群算法進(jìn)行求解的過(guò)程中，粒子位置x和速度v的迭代公式為：

其中，c₁、c₂為加速常數(shù)，v_temp、x_temp為中間變量，ω為慣性因子，為第i個(gè)變量的個(gè)體極值，為某一個(gè)體第i個(gè)變量的速度和位置，為全局極值，v_max為粒子速度限值，x_max、x_min為粒子位置限值，t為迭代代數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于點(diǎn)估計(jì)法概率多能流的能源網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)規(guī)劃方法，其特征在于，所述采用點(diǎn)估計(jì)法進(jìn)行考慮相關(guān)性的概率多能流計(jì)算具體為：

201)獲取區(qū)域綜合能源系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，生成n維獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)空間隨機(jī)變量樣本；

202)采用三點(diǎn)估計(jì)法，對(duì)每一個(gè)輸入隨機(jī)變量X_i，其他變量取均值時(shí)，在X_i的兩側(cè)及均值處進(jìn)行三次采樣，計(jì)算每一采樣點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)采樣值及其權(quán)重系數(shù)，獲得2n+1組樣本；

203)將所述2n+1組樣本轉(zhuǎn)換至輸入變量空間中，得到2n+1組滿(mǎn)足相關(guān)關(guān)系的輸入變量樣本；

204)基于風(fēng)電機(jī)組出力概率模型和光伏機(jī)組出力概率模型計(jì)算風(fēng)電機(jī)組出力和光伏機(jī)組出力，更新所述輸入變量樣本；

205)采用每組所述輸入變量樣本計(jì)算一次多能流，得到2n+1組輸出狀態(tài)變量，估計(jì)獲得各輸出狀態(tài)變量的均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于點(diǎn)估計(jì)法概率多能流的能源網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)規(guī)劃方法，其特征在于，所述區(qū)域綜合能源系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔ⅰ⒖稍偕茉磪?shù)、節(jié)點(diǎn)負(fù)荷和Energy?hub參數(shù)。