[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

本發明公開了基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法，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。本發明提供的優化調度方法，求解得到的目標運行成本具有較高的準確性，同時支持并行運算，顯著降低了求解時間，大幅提高了求解效率。

技術領域

本發明涉及綜合能源系統技術領域，尤其是涉及基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法。

背景技術

在各類綜合能源系統中，由于天然氣的清潔、高效等特點，電氣多能流系統得到了國內外的廣泛關注。電氣多能流系統在新能源消納上的表現也較為突出。逐漸興起的電轉氣技術促進了兩種能量的雙向流動，將多余的風、光出力轉化為天然氣；天然氣系統中的儲能和管道，又能分別實現被轉化能源的長短期存儲，最終實現能源消納。

然而，可再生能源的并網過程會引入不確定性問題，給多能流系統的模型建立、優化調度帶來挑戰。現有技術中主要采用魯棒規劃和隨機規劃，作為處理不確定性問題的兩種手段。其中，兩階段魯棒優化通過考慮最壞情況下的最優解，壓縮了待處理數據集，能加速調度問題的求解，但其結果常因過度保守而受質疑。隨機規劃對于可能出現的不確定性場景進行聯合求解，能夠基本還原結果真實性，但多場景使得模型復雜度和求解難度呈指數級增加。

發明內容

本發明的目的是提供基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法，以解決相關技術中求得的目標成本準確性不高、求解效率較低的技術問題。

本發明的目的，可以通過如下技術方案實現：

基于場景分解的電氣多能流系統優化調度方法，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。

可選地，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。

可選地，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。

可選地，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。