[發明專利]一種綜合能源系統多目標優化控制方法

有效

• 申請號: 202110750965.2
• 申請日: 2021-07-01
• 公開（公告）號: CN113486509B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 王丹;李思源;雷楊;果營;賈宏杰
• 申請（專利權）人: 天津大學;國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/04;G06F111/06;G06F111/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉子文

本發明公開一種綜合能源系統多目標優化控制方法，包括：基于實用區間化安全域，構建包含優化目標與運行約束的綜合能源系統多目標優化控制模型；采用NSGA?II算法求解上述控制模型，獲得一組最優的系統優化控制方案集；針對管線出口負荷，通過調整開關狀態、閥門開放量調整其大小，對管線出口負荷進行相應的削減或者增加，實現工作點在安全域中實用化不受可再生能源隨機性影響區域的位置調整。該方法可以有效解決綜合能源系統優化控制問題，在保證系統N?1安全的前提下，將其調整至在供能數量與質量方面高效且具有高負荷裕度的狀態，并獲取相應優化控制策略。

技術領域

本發明涉及綜合能源系統領域，含可再生能源的區域綜合能源系統安全性分析領域，尤其涉及一種基于實用區間化安全域理論的綜合能源系統多目標優化控制方法。

背景技術

綜合能源系統是“互聯網+”等先進能源利用理念在物理層面的具體體現，主要由社會供能網絡(電熱氣等)、能源交換環節和廣泛分布的終端綜合能源單元系統構成，為多能源協調互濟與綜合利用提供了基礎。由于能量轉換設備的革新，能源耦合技術的發展，生活生產方式的改變，可再生能源的大量滲透等原因，其已經成為了未來能源利用模式的主要發展趨勢之一。

綜合能源系統在正常運行時可能處于供能低效，負荷調控裕度不足的狀態，無法充分利用系統在量與質方面的供能潛力，且負荷需求的突增易引起系統越過安全邊界。因此，如何在保證系統安全前提下將其調整至在供能效率等方面更佳的狀態正受到一定重視。傳統面向綜合能源的優化控制大多基于逐點法，通過逐點仿真校驗局部有限個運行點來判斷安全狀態，獲取安全信息有限，計算量大、耗時長。域的方法可以通過提供系統安全運行的完整邊界等各種安全信息，應用于系統的優化控制，極大的簡化傳統逐點法仿真校驗的求解時間，有效解決上述問題，為調度員實施安全控制措施奠定了基礎，是調度員進行決策判斷的依據。

現有基于安全域的控制難以應用于集成可再生能源的綜合能源系統，同時，一方面現有控制單一考慮控制后系統供能在量方面的高效，而忽略其在質方面的供能效率；另一方面忽略控制后負荷裕度大小。因此，如何基于實用區間化安全域理論，研究綜合能源系統優化控制方法，實現控制后系統在量與質方面皆達到供能高效的狀態，且具有高負荷裕度以應對系統負荷需求突增的狀況，是亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種基于實用區間化安全域理論的綜合能源系統多目標優化控制方法，該方法可以有效的解決綜合能源系統從安全狀態至在供能效率等方面更佳的狀態的控制問題，實現控制后系統在量與質方面皆達到供能高效的狀態，且具有高負荷裕度以應對系統負荷需求突增的狀況。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種綜合能源系統多目標優化控制方法，基于實用區間化安全域理論，包括以下步驟：

基于實用區間化安全域，構建包含優化目標與運行約束的綜合能源系統多目標優化控制模型；

采用NSGA-II算法求解上述多目標優化控制模型，獲得一組最優的綜合能源系統優化控制方案集；

針對管線出口負荷，通過調整開關狀態、閥門開放量調整管線段出口負荷的大小，對管線段出口負荷進行相應的削減或者增加，實現工作點在安全域中實用化不受可再生能源隨機性影響區域的位置調整。

進一步的，所述綜合能源系統多目標優化控制模型具體為：

(1)優化目標I：將區間化供能效率函數(interval energy supply efficiencyfunction，IESEF)最大化；

式中，ξ₁表示區間化供能效率函數的最大值；ITSC、分別表示綜合能源系統區間化最大供能能力的上下界；κ表示權重系數；表示除去供應關鍵設備負荷外關鍵管線段m所供應負荷；M表示關鍵管線段數目。