[發(fā)明專利]耦合極端學習機的全工況分布式供能系統(tǒng)運行優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110957122.X
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113837439A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設計）人: 翟保豫;馬濤;李星;高丙團;李遠梅
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)新疆電力有限公司電力科學研究院;東南大學;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06N20/00
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 周星瑩;湯潔

1.一種耦合極端學習機的全工況分布式供能系統(tǒng)運行優(yōu)化方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟S1：考慮全工況分布式供能系統(tǒng)設備的全工況性能，構建基于極端學習機的設備擬合模型；

步驟S2：上層以綜合利用效率最大為目標，下層以全工況分布式供能系統(tǒng)運行總成本最低為目標，構建雙層運行優(yōu)化模型；

步驟S3：通過KKT條件和對偶理論將基于設備擬合模型的雙層運行優(yōu)化模型轉換為單層優(yōu)化模型；采用混合整數(shù)規(guī)劃方法來求解單層優(yōu)化運行模型，獲得全工況分布式供能系統(tǒng)的最優(yōu)運行策略。

2.根據(jù)權利要求1所述的耦合極端學習機的全工況分布式供能系統(tǒng)運行優(yōu)化方法，其特征在于步驟S1包括以下步驟：

S1.1：建立基于極端學習機的設備擬合模型，當有樣本輸入時，采用激活函數(shù)和連接權值逼近樣本目標值，即：

Hw＝T (1)

式(1)中，H為隱層節(jié)點的輸出，w為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出權重，T為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出；

式(2)中，wⁱⁿ為輸入層連接權重，x為輸入值，b為各隱層單元的偏置，w_n為各隱層單元的輸出權值，t為輸出值；

S1.2：通過求解式(3)得到網(wǎng)絡輸出權值，

w^*＝(H^TH+CI)^-1H^TT (3)

式(3)中，w^*為輸出權值，H為隱層節(jié)點的輸出，C為系數(shù)，I為單位矩陣，T為期望輸出；

S1.3：根據(jù)求出的輸出權值，得到最終的擬合模型即：

f＝Hw^* (4)

式(4)中，f為擬合模型輸出。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的耦合極端學習機的全工況分布式供能系統(tǒng)運行優(yōu)化方法，其特征在于步驟S2包括以下步驟：

S2.1：構建以綜合利用效率最大作為上層的優(yōu)化目標函數(shù)，即

式(5中，η為綜合利用效率，PL,T為所述系統(tǒng)在T時段內(nèi)的供電量，CL,T為所述系統(tǒng)在T時段內(nèi)的供冷量，QL,T為所述系統(tǒng)在T時段內(nèi)的供熱量，Es,T為所述系統(tǒng)在T時段內(nèi)的儲能量，Ed,T為分布式能源供能總量；

S2.2：構建以全工況分布式供能系統(tǒng)運行總成本最小作為下層的目標函數(shù)，即

minC_ATC＝C_pur+C_om (6)

式(6)中，CATC為所述系統(tǒng)的運行總成本，Cpur為所述系統(tǒng)的購電成本，Com為所述系統(tǒng)的運維費；

S2.3：構建滿足所述系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的約束條件，包括設備出力約束，設備容量約束和能量平衡約束，三者約束滿足式(7)，即

式(7)中，G(x)表示不等式約束，F(xiàn)(x)表示等式約束。

4.根據(jù)權利要求1或2所述的耦合極端學習機的全工況分布式供能系統(tǒng)運行優(yōu)化方法，其特征在于步驟S3中包括以下步驟：

S3.1：采用對偶理論和KKT條件，將雙層優(yōu)化模型轉換為單層優(yōu)化模型，即

式(8)中，G(x^*)和F(x^*)為式(7)不等式約束和等式約束的約束條件，ξ和λ為拉格朗日乘子，▽C_ATC(x^*)為松弛約束；

S3.2：采用混合整數(shù)規(guī)劃方法求解單層優(yōu)化模型，獲得全工況分布式供能系統(tǒng)的最優(yōu)運行策略。

5.根據(jù)權利要求3所述的耦合極端學習機的全工況分布式供能系統(tǒng)運行優(yōu)化方法，其特征在于步驟S3中包括以下步驟：

S3.1：采用對偶理論和KKT條件，將雙層優(yōu)化模型轉換為單層優(yōu)化模型，即

式(8)中，G(x^*)和F(x^*)為式(7)不等式約束和等式約束的約束條件，ξ和λ為拉格朗日乘子，▽C_ATC(x^*)為松弛約束；

S3.2：采用混合整數(shù)規(guī)劃方法求解單層優(yōu)化模型，獲得全工況分布式供能系統(tǒng)的最優(yōu)運行策略。