[發明專利]基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法

在審

• 申請號: 202110265559.7
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN112989536A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 雷金勇;郭祚剛;袁智勇;王琦;葉琳浩;徐敏;談贏杰
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06F111/04;G06F113/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 郭帥

1.基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法，其特征在于，包括：

構建電氣多能流系統的運行成本優化目標和約束條件，所述約束條件包括電力系統約束和天然氣系統約束；

根據所述優化目標和約束條件建立電氣多能流系統的日前調度模型；

模擬風機出力得到電氣多能流系統的多個運行場景，根據所述運行場景將日前調度模型分解為對應的多個單場景模型，求解每個單場景模型直至所有運行場景中的機組組合相同；

根據所述機組組合確定電氣多能流系統的目標調度方案。

2.根據權利要求1所述的基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法，其特征在于，求解每個單場景模型直至所有運行場景中的機組組合相同包括：

根據隨機規劃加速算法求解每個單場景模型直至所有運行場景中的機組組合相同。

3.根據權利要求2所述的基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法，其特征在于，根據隨機規劃加速算法求解每個單場景模型直至所有運行場景中的機組組合相同包括：

求解每個單場景模型的機組組合，若單場景模型之間的機組組合不同，添加懲罰因子至每個單場景模型，重復求解過程直至所有運行場景中的機組組合相同。

4.根據權利要求3所述的基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法，其特征在于，所述電氣多能流系統的運行成本優化目標為：

式中，三個用圓括號標出的項分別代表了運行成本的三處來源：機組出力成本、氣井和儲能出力成本、切負荷和棄風成本；t為時間段，T為所有時間段的集合，i為機組序號，G為所有燃氣機組的集合，C為所有燃煤機組的集合；l為電力系統節點序號，B為所有電力系統節點的集合；n為天然氣節點序號；N為所有天然氣節點的集合；w為風機序號，W為所有風機的集合；s為儲能序號，S為所有儲能的集合；sc為運行場景，SC為所有運行場景的集合；P_sc表示場景sc的出現概率；分別為機組i、氣井g、儲能s在時刻t和場景sc下的出力，分別為對應的單位出力成本；分別為時刻t和場景sc下，電力系統節點l的電力切負荷、天然氣節點n的切負荷、風機w的棄風量，分別為對應的單位成本。

5.根據權利要求4所述的基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法，其特征在于，所述電力系統約束包括：節點平衡約束、機組出力約束、機組爬坡約束和直流潮流約束。

6.根據權利要求5所述的基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法，其特征在于，所述天然氣系統約束包括：節點平衡約束、管道質量約束、設備運行約束、機組能量轉換約束和管道流量約束。

7.根據權利要求6所述的基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法，其特征在于，所述管道流量約束為：

其中，(c,d)代表了一根天然氣管道，其中c，d分別為管道的首末兩個節點；PL為所有管道的集合；和分別為天然氣節點c和節點d在時刻t和場景sc下的氣壓；D_cd，L_cd分別代表了管道(c,d)的直徑和長度；R，T，Z，F，ρ分別為普適氣體常數、溫度、壓縮系數、摩擦系數，以及1個大氣壓下的天然氣密度；為管道(c,d)在時刻t和場景sc下的管道平均流量。

8.根據權利要求7所述的基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法，其特征在于，根據改進的二階錐約束算法求解所述管道流量約束，具體包括：根據管道拓撲情況確定未來24小時內的管道流向，將所述管道流量約束拆分成一個求解器可解的二階錐約束和一個凸約束，添加罰函數求解凸約束。

9.根據權利要求8所述的基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法，其特征在于，根據所述機組組合確定電氣多能流系統的目標調度方案包括：

將所述機組組合代入每個單場景模型，求得單場景模型中其他變量的值，最終得到電氣多能流系統的目標調度方案。

10.根據權利要求9所述的基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法，其特征在于，模擬風機出力得到電氣多能流系統的多個運行場景包括：根據ARMA方法生成未來24小時內可能的3000條風速曲線，得到3000個隨機場景，根據K-平均法進行場景削減，得到15個典型的運行場景。