[發(fā)明專利]考慮網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和需求響應(yīng)的氣電綜合能源配網(wǎng)魯棒優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110937348.3
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113659572B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉天琪;張琪;何川
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/06;H02J3/14;H02J3/38
• 代理公司: 成都禾創(chuàng)知家知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51284
• 代理人: 劉凱

本發(fā)明公開了一種考慮網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和需求響應(yīng)的氣電綜合能源配網(wǎng)魯棒優(yōu)化方法，將配電網(wǎng)重構(gòu)的概念映射到配氣網(wǎng)的運(yùn)行中，結(jié)合輻射狀運(yùn)行和開關(guān)最大動作次數(shù)的約束，建立適用于網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的氣電綜合能源配網(wǎng)系統(tǒng)潮流模型；然后考慮需求響應(yīng)過程的持續(xù)時間約束，構(gòu)建激勵型氣電聯(lián)合需求響應(yīng)模型；以最小化氣電綜合能源配網(wǎng)系統(tǒng)總運(yùn)行成本為目標(biāo)，建立氣電綜合能源配網(wǎng)系統(tǒng)日前確定性優(yōu)化運(yùn)行模型；對模型的非線性潮流方程約束進(jìn)行松弛處理，將其轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)二階錐規(guī)劃模型；并建立氣電綜合能源系統(tǒng)魯棒優(yōu)化運(yùn)行模型，最終能夠應(yīng)對系統(tǒng)不確定性的魯棒調(diào)度方案。本發(fā)明有效降低了系統(tǒng)運(yùn)行成本，同時確保調(diào)度方案可以應(yīng)對系統(tǒng)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的不確定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種考慮網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和需求響應(yīng)的氣電綜合能源配網(wǎng)魯棒優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

能源領(lǐng)域碳排放總量大，是實現(xiàn)碳減排目標(biāo)的關(guān)鍵，其中電力系統(tǒng)碳減排是能源行業(yè)碳減排的重要組成部分。可再生能源正在逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石燃料，成為主要的一次能源，提高其在能源系統(tǒng)的占比已成為國內(nèi)外解決能源危機(jī)和促進(jìn)節(jié)能減排的重要方法，同時也是未來能源領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。能源可持續(xù)發(fā)展以及能源系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型的壓力不斷加大，促使很多國家打破不同類型的能源系統(tǒng)單獨(dú)規(guī)劃、獨(dú)立運(yùn)行的既有模式，開展多種能源綜合利用的研究和實現(xiàn)。為解決可再生清潔能源的接入和傳統(tǒng)能源綜合能效較低等問題，以互聯(lián)、低碳、多源高效利用和協(xié)同運(yùn)行等為特征的綜合能源系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

氣電綜合能源配網(wǎng)系統(tǒng)處于能量傳輸末端，作為綜合能源系統(tǒng)最為典型的存在形式，是未來城市能源網(wǎng)絡(luò)的重點發(fā)展方向，對提高能效、提升新能源消納以和促進(jìn)節(jié)能減排具有重要意義。傳統(tǒng)配電網(wǎng)和配氣網(wǎng)的能流管理和經(jīng)濟(jì)調(diào)度機(jī)構(gòu)是相對分離的，其獨(dú)立調(diào)度運(yùn)行的模式已經(jīng)不能滿足多種能源互補(bǔ)的運(yùn)行要求。氣電綜合能源系統(tǒng)在配網(wǎng)側(cè)通過燃?xì)鈾C(jī)組和電轉(zhuǎn)氣設(shè)備等能源轉(zhuǎn)換裝置來達(dá)到系統(tǒng)內(nèi)能量的雙向流動，考慮源側(cè)的機(jī)組組合、網(wǎng)側(cè)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)、荷側(cè)的需求響應(yīng)以及系統(tǒng)運(yùn)行中關(guān)鍵不確定性的影響，對其進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行能夠提高氣電綜合能源配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性和經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種考慮網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和需求響應(yīng)的氣電綜合能源配網(wǎng)魯棒優(yōu)化方法，該方法將配電網(wǎng)重構(gòu)的概念映射到配氣網(wǎng)中，實現(xiàn)了氣電綜合能源配網(wǎng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)；引入了激勵型氣電聯(lián)合需求響應(yīng)機(jī)制來實現(xiàn)削峰填谷的作用；并在此基礎(chǔ)上考慮系統(tǒng)運(yùn)行中存在的不確定性，有效提升配網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、安全性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種考慮網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和需求響應(yīng)的氣電綜合能源配網(wǎng)魯棒優(yōu)化方法，包括以下步驟：

步驟1：將配電網(wǎng)重構(gòu)的概念映射到配氣網(wǎng)中，利用管道閥門實現(xiàn)配氣網(wǎng)管道的開斷，綜合考慮配電網(wǎng)和配氣網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，進(jìn)而建立適用于網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)的配電網(wǎng)、配氣網(wǎng)模型，其包括經(jīng)過大M法處理后的電力交流DistFlow潮流模型和天然氣潮流模型；

步驟2：由于配網(wǎng)輻射狀運(yùn)行特性，結(jié)合線路開關(guān)、管道閥門的最大動作次數(shù)約束，建立基于生成樹約束的氣電綜合能源配網(wǎng)輻射狀運(yùn)行模型；

步驟3：建立燃?xì)鈾C(jī)組、電轉(zhuǎn)氣耦合設(shè)備以及壓縮機(jī)、儲氣設(shè)備的運(yùn)行模型；

步驟4：基于階梯狀分段補(bǔ)償曲線分別對可中斷和可轉(zhuǎn)移電、氣負(fù)荷需求響應(yīng)進(jìn)行建模，并考慮進(jìn)行需求響應(yīng)的持續(xù)時間約束，引入激勵型氣電聯(lián)合需求響應(yīng)；

步驟5：構(gòu)建以最小化系統(tǒng)總運(yùn)行成本為目標(biāo)函數(shù)，考慮配電網(wǎng)、配氣網(wǎng)各種運(yùn)行約束條件的氣電綜合能源配網(wǎng)系統(tǒng)確定性優(yōu)化運(yùn)行模型；

步驟6：利用二階錐松弛方法和增強(qiáng)二階錐松弛的方法分別對非線性配電網(wǎng)、配氣網(wǎng)潮流方程約束進(jìn)行處理，將非線性的氣電綜合能源配網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)二階錐規(guī)劃問題進(jìn)行求解；