[發(fā)明專利]基于廣義Benders分解法的地區(qū)綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110656673.2
• 申請(qǐng)日: 2021-06-11
• 公開（公告）號(hào): CN113379127A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉鵬;楊碩;關(guān)多嬌;屈科明;劉思奇;王士元;王楓淇;李天岳;魏靖曉;張政斌;楊宏宇;王子赫;邵旸棣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽工程學(xué)院
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標(biāo)代理有限公司 21107
• 代理人: 邵明新

本發(fā)明屬于電網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于廣義Benders分解法的地區(qū)綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃方法。其能夠更有效和可靠的對(duì)地區(qū)綜合能源系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合規(guī)劃，為地區(qū)綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃提供技術(shù)依據(jù)和實(shí)用化方法。包括步驟：獲取地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)；確定綜合能源系統(tǒng)接入電網(wǎng)的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)數(shù)量；獲取地區(qū)能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求；確定綜合能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；建立地區(qū)綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃模型；建立地區(qū)綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃約束條件；基于廣義Benders分解法對(duì)地區(qū)綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃模型進(jìn)行分解；基于廣義Benders分解法對(duì)地區(qū)綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃模型進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算；經(jīng)優(yōu)化計(jì)算，基于廣義Benders分解法迭代計(jì)算得到地區(qū)綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃配置信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于廣義Benders分解法的地區(qū)綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

隨著能源結(jié)構(gòu)的變革和新能源技術(shù)的發(fā)展，大量綜合能源系統(tǒng)接入，致使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和供電模式發(fā)生了改變，同時(shí)綜合能源系統(tǒng)架構(gòu)規(guī)劃面臨來自能源側(cè)、設(shè)備側(cè)、耦合方式、運(yùn)行優(yōu)化等諸多挑戰(zhàn)。在大力發(fā)展和消納可再生能源的新形勢下，實(shí)現(xiàn)真正的地區(qū)綜合能源系統(tǒng)整體的部署和規(guī)劃，并在此基礎(chǔ)上考慮多個(gè)區(qū)域綜合能源系統(tǒng)和能源網(wǎng)絡(luò)的雙層規(guī)劃，目前尚無有效的應(yīng)對(duì)策略。地區(qū)綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃是地區(qū)電網(wǎng)和綜合能源系統(tǒng)整體規(guī)劃應(yīng)用的有效形式，也是促進(jìn)新能源消納，提高能源利用效率的有效支撐。

地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃具有較大的技術(shù)互補(bǔ)優(yōu)勢，通過電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)間的協(xié)同規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和綜合能源系統(tǒng)多能源高效利用。目前國內(nèi)外對(duì)于地區(qū)電網(wǎng)和綜合能源系統(tǒng)的研究主要集中綜合能源系統(tǒng)中的多能源耦合設(shè)備耦合機(jī)理、典型設(shè)備建模、優(yōu)化策略、單一園區(qū)或區(qū)域的綜合能源系統(tǒng)建模和仿真等方面，對(duì)于地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃研究開展較少。地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃研究實(shí)現(xiàn)的核心技術(shù)在于建立地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)的聯(lián)合規(guī)劃模型和對(duì)于聯(lián)合規(guī)劃模型的解算策略。目前，對(duì)于電網(wǎng)規(guī)劃模型和綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃模型主要包括規(guī)劃模型目標(biāo)函數(shù)和規(guī)劃模型約束條件，目標(biāo)函數(shù)與約束條件相匹配，其目標(biāo)都是模擬電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行情況得到最優(yōu)解。聯(lián)合規(guī)劃模型的解算策略是地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)能夠成為實(shí)現(xiàn)聯(lián)合規(guī)劃運(yùn)行的重要支撐，規(guī)劃模型經(jīng)優(yōu)化算法求解，得到整體模型的最優(yōu)解集和局部設(shè)備配置的最優(yōu)解。

電網(wǎng)正常運(yùn)行條件下，地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)之間是一種主從協(xié)同關(guān)系，僅考慮電網(wǎng)購能約束條件下，對(duì)園區(qū)級(jí)綜合能源系統(tǒng)合理規(guī)劃配置，就可在局部實(shí)現(xiàn)多能源互補(bǔ)利用的優(yōu)勢；而面對(duì)地區(qū)電網(wǎng)和綜合能源系統(tǒng)組成的區(qū)域性整體，僅考慮地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)的獨(dú)立規(guī)劃，地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)協(xié)同關(guān)系考慮在內(nèi)，而進(jìn)行的能源規(guī)劃，這是一種片面的規(guī)劃，缺少對(duì)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合互補(bǔ)的整體協(xié)同關(guān)系的靈活運(yùn)用。傳統(tǒng)的規(guī)劃解算策略中，一般采用復(fù)雜算法對(duì)地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)分解獨(dú)立求解。在上述解算策略下，存在對(duì)模型的求解過程復(fù)雜，算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，參數(shù)設(shè)置多，求解時(shí)間長，相對(duì)誤差大等情況，應(yīng)用具有較大局限性，不利于地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃商業(yè)化運(yùn)行，實(shí)用性差。

解決問題的關(guān)鍵是如何對(duì)地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃，針對(duì)規(guī)劃模型提出對(duì)應(yīng)的解算策略。該聯(lián)合規(guī)劃的復(fù)雜性在于，一方面，地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃模型的目標(biāo)函數(shù)的影響因素，所設(shè)計(jì)的規(guī)劃目標(biāo)要能準(zhǔn)確反應(yīng)地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)的聯(lián)合規(guī)劃情況，此外考慮相關(guān)聯(lián)合規(guī)劃模型約束條件如電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃的建設(shè)約束、潮流約束、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼s束等。另一方面，對(duì)于聯(lián)合模型的解算策略，從實(shí)際需求出發(fā)，本著經(jīng)濟(jì)有效的原則，考慮算法結(jié)構(gòu)、參數(shù)設(shè)置、難易程度等因素。如何實(shí)現(xiàn)地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃，選擇合適的優(yōu)化算法對(duì)規(guī)劃模型求解是一個(gè)關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種基于廣義Benders分解法的地區(qū)綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃方法，其基于廣義Benders分解法，考慮地區(qū)電網(wǎng)與綜合能源系統(tǒng)間的交互特性，能夠更有效和可靠的對(duì)地區(qū)綜合能源系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合規(guī)劃，為地區(qū)綜合能源系統(tǒng)聯(lián)合規(guī)劃提供技術(shù)依據(jù)和實(shí)用化方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，包括以下步驟：