[發明專利]面向多重不確定性的綜合能源系統優化調度方法及裝置

在審

• 申請號: 202011406461.0
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112580938A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 馬國真;林毓軍;劉雪飛;苗世洪;王云佳;龐凝;馮勝濤;胡珀;張澤亞;韓璟琳;唐帥
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網河北省電力有限公司經濟技術研究院;國網河北省電力有限公司邯鄲供電分公司;華中科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q30/02;G06Q50/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發明公開了一種面向多重不確定性的綜合能源系統優化調度方法及裝置，屬于綜合能源系統優化調度技術領域，該方法先對綜合能源系統實際運行中存在的風光出力不確定性、綜合需求響應不確定性和購能價格不確定性進行特征識別并采用魯棒優化法和場景規劃法進行精細化建模；其次，結合CHP機組啟停能耗、綜合能源系統運行能耗，建立綜合能源系統魯棒?隨機系統優化調度模型；最后，采用罰函數約束的蝙蝠算法求解得到模型的均衡解作為綜合能源系統的魯棒?隨機最優解，根據魯棒?隨機最優解對綜合能源系統進行實際調度。如此，本發明能夠有助于合理安排綜合能源系統備用容量，制定購能計劃，進一步降低系統運行能耗和提高系統運行安全性。

技術領域

本發明屬于綜合能源系統優化調度技術領域，更具體地，涉及一種面向多重不確定性的綜合能源系統優化調度方法及裝置。

背景技術

隨著化石能源枯竭和環境污染問題的加劇，構建可持續發展能源體系、實現能源高效利用已成為能源領域的研究重點。綜合能源系統(Integrated Energy System IES)耦合冷、熱、電、氣四種能源，通過對各能源生產、傳輸、儲存、轉換、分配和消費等環節的協調優化，可以實現能源間的梯級利用，提高能源利用效率，降低運行能耗，滿足工業生產與居民生活的能源多樣化需求。

然而，綜合能源系統中的可再生能源、需求響應量以及購能價格等調度資源具有顯著的不確定性特征，給IES運行靈活性和整體安全性帶來嚴峻挑戰。然而現有研究大多僅考慮可再生能源出力不確定性和負荷預測不確定性，較少涉及綜合需求響應不確定性和購能價格不確定性，且存在建模方法單一的問題，往往忽略不同不確定性源的特征以及表征形式，降低了系統運行的經濟性與安全性。

發明內容

針對現有技術的缺陷和改進需求，本發明提供了一種面向多重不確定性的綜合能源系統優化調度方法及裝置，其目的在于通過對多重不確定性源的精確建模，協調優化不同設備出力，從而降低系統運行能耗，并提高系統運行安全性。

為實現上述目的，本發明提供了一種面向多重不確定性的綜合能源系統優化調度方法，包括以下步驟：

S1、對綜合能源系統運行中存在的多重不確定性進行特征識別并建模；所述多重不確定性包括風光出力不確定性、綜合需求響應不確定性和購能價格不確定性；

S2、基于步驟S1建立的多重不確定性模型，以及CHP機組啟停能耗、綜合能源系統運行能耗，構建系統優化調度模型；

S3、求解所述系統優化調度模型，得到綜合能源系統的日前調度結果，并根據所述日前調度結果對綜合能源系統進行調度。

進一步地，所述優化調度模型包括三層調度結構，具體為：

S21、控制每個時段的風光出力不確定性、綜合需求響應不確定性的波動值，使所述綜合能源系統運行能耗最大；

S22、針對每個購能價格場景，基于步驟S21反饋的波動值以及給定的日前CHP機組啟停計劃，協調控制設備出力與購能計劃，使所述綜合能源系統運行能耗最??；

S23、控制CHP機組啟停狀態，使所述CHP機組啟停能耗與所述綜合能源系統運行能耗之和最小。

進一步地，所述風光出力不確定性表示為：

式中，Λ^RE為風光出力取值集合，為風光出力預測值，為風光出力波動的上下限值，為向上波動和向下波動的指示變量，Ψ^RE為風光出力不確定性預算集；

所述綜合需求響應不確定性表示為：

式中，Λ^DR為綜合需求響應取值集合，為需求響應預測值，為綜合需求響應波動的上下限值，為向上波動和向下波動的指示變量，為綜合需求響應不確定性預算集。