[發(fā)明專利]計(jì)及多重不確定性的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行聯(lián)合優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111000541.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN113779783B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江晶晶;楊海濤;張霄蕾;周璿;普美娜;趙敏;吳迪;胡辰琪;陳俊逸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)上海市電力公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06Q10/04;G06Q10/0631;G06Q50/06;G06F111/10
• 代理公司: 上海三和萬(wàn)國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31230
• 代理人: 蔡海淳

計(jì)及多重不確定性的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行聯(lián)合優(yōu)化方法，屬電網(wǎng)領(lǐng)域、其構(gòu)建基于能量樞紐的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；建立各個(gè)設(shè)備的數(shù)學(xué)模型；建立區(qū)域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行聯(lián)合優(yōu)化模型；提出計(jì)及多重不確定性的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行聯(lián)合優(yōu)化方法，以獲得不確定性環(huán)境下區(qū)域綜合能源系統(tǒng)最優(yōu)容量配置和運(yùn)行計(jì)劃；驗(yàn)證所提計(jì)及多重不確定性的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行聯(lián)合優(yōu)化模型及策略的合理性和有效性。可得到區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的最優(yōu)容量配置方案和運(yùn)行策略，以保障系統(tǒng)在供需不確定性條件下規(guī)劃與運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性及可靠性，更加全面的反映不確定性因素對(duì)系統(tǒng)規(guī)劃策略及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行計(jì)劃的影響。可用于供電系規(guī)劃運(yùn)行與優(yōu)化領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于供電電網(wǎng)的多能互補(bǔ)系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行優(yōu)化領(lǐng)域，更具體地，涉及一種計(jì)及多重不確定性的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行聯(lián)合優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

面對(duì)能源危機(jī)和環(huán)境污染問題，節(jié)能和能效提升成為能源戰(zhàn)略的首要任務(wù)。基于分布式可再生能源的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)集能源生產(chǎn)、轉(zhuǎn)化和存儲(chǔ)設(shè)備與一體，能夠最大限度地提高能源利用率，減少環(huán)境污染，有利于經(jīng)濟(jì)、高效、可持續(xù)的能源供應(yīng)。系統(tǒng)規(guī)劃可為運(yùn)行優(yōu)化提供合理的運(yùn)行邊界，運(yùn)行優(yōu)化可為系統(tǒng)設(shè)備提供經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)劃，兩者緊密聯(lián)系。因此，為實(shí)現(xiàn)綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行的整體效益最大化，需要對(duì)系統(tǒng)的規(guī)劃與運(yùn)行進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化研究。同時(shí)，可再生能源發(fā)電的隨機(jī)性、間歇性和負(fù)荷的波動(dòng)性等不確定性，會(huì)直接影響系統(tǒng)規(guī)劃策略和運(yùn)行計(jì)劃的準(zhǔn)確制定。因此，開展不確定性環(huán)境下的綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行聯(lián)合優(yōu)化研究具有重要意義。

目前，對(duì)系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行優(yōu)化進(jìn)行聯(lián)合考慮的研究主要分為兩類。第一類是將問題描述為兩階段或多個(gè)子問題，第二類是將規(guī)劃與運(yùn)行問題整合為一個(gè)優(yōu)化過(guò)程而不是幾個(gè)階段或子問題。前者多采用如GA，PSO等智能算法來(lái)解決第一階段的規(guī)劃問題，可能不能保證全局最優(yōu)的解決方案。現(xiàn)有研究表明，第二類方法是解決區(qū)域系統(tǒng)最優(yōu)規(guī)劃和運(yùn)行問題的適合方法，但對(duì)源荷側(cè)的多重不確定性考慮不足。

在考慮系統(tǒng)中的不確定性因素時(shí)，若只考慮源荷單一側(cè)的不確定性或僅采用同一種方法處理其多重不確定性，忽略系統(tǒng)中可再生能源發(fā)電和負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差等不確定性各自的特征，會(huì)使結(jié)果存在一定的片面性。實(shí)際上，可再生能源發(fā)電的不確定性主要與自身特點(diǎn)有關(guān)，其概率分布函數(shù)較為確定，而要獲得精確的負(fù)荷概率密度函數(shù)往往比較困難，由此可見針對(duì)供需側(cè)具有不同數(shù)學(xué)特征和分布規(guī)律的不確定性因素，應(yīng)采取不同的處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種計(jì)及多重不確定性的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行聯(lián)合優(yōu)化方法。其針對(duì)已有技術(shù)的不足，構(gòu)建計(jì)及多重不確定性的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行聯(lián)合優(yōu)化模型，并提出相應(yīng)的優(yōu)化控制方法。對(duì)不同的不確定性單元采用不同的處理方法，更加全面的反映不確定性因素對(duì)系統(tǒng)規(guī)劃策略及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行計(jì)劃的影響。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種計(jì)及多重不確定性的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征是包括如下步驟：

步驟1：為滿足系統(tǒng)電熱冷多種負(fù)荷需求，分析各能源之間復(fù)雜的耦合關(guān)系，構(gòu)建基于能量樞紐的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；

步驟2：基于各待選設(shè)備運(yùn)行特性，建立各個(gè)設(shè)備的數(shù)學(xué)模型；

步驟3：以系統(tǒng)建設(shè)成本和運(yùn)行成本構(gòu)成的日前總成本最低為優(yōu)化目標(biāo)，并考慮設(shè)備規(guī)劃約束、運(yùn)行約束、功率平衡約束及電、氣網(wǎng)絡(luò)交互約束，建立區(qū)域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行聯(lián)合優(yōu)化模型；

步驟4：基于傳統(tǒng)區(qū)間線性規(guī)劃和模糊機(jī)會(huì)約束規(guī)劃，分別用模糊變量、區(qū)間數(shù)描述系統(tǒng)中可再生能源發(fā)電、負(fù)荷預(yù)測(cè)的不確定性，提出計(jì)及多重不確定性的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行聯(lián)合優(yōu)化方法，以獲得不確定性環(huán)境下區(qū)域綜合能源系統(tǒng)最優(yōu)容量配置和運(yùn)行計(jì)劃；

步驟5：設(shè)置算例場(chǎng)景，驗(yàn)證所提計(jì)及多重不確定性的區(qū)域綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行聯(lián)合優(yōu)化模型及策略的合理性和有效性。