[發(fā)明專利]綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法、設(shè)備及可讀存儲介質(zhì)

在審

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• 申請日: 2022-01-21
• 公開（公告）號: CN114529056A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡志堅(jiān);李天格
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢智權(quán)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 張凱

本發(fā)明提供一種綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法、設(shè)備及可讀存儲介質(zhì)。該方法包括：對包含可調(diào)熱電比與天然氣?氫氣混合燃燒特性、各類綜合能源系統(tǒng)IES耦合設(shè)備以及階梯式碳費(fèi)用計(jì)量模型進(jìn)行數(shù)學(xué)建模；根據(jù)IES元件特性進(jìn)行分類，并對需求響應(yīng)資源進(jìn)行分類，制定多時(shí)間尺度下的優(yōu)化計(jì)劃；建立針對日前、日內(nèi)滾動(dòng)以及實(shí)時(shí)三階段多時(shí)間尺度下的協(xié)調(diào)優(yōu)化模型，鑒于此模型的混合整數(shù)非線性性質(zhì)，采用引入輔助變量與Big?M進(jìn)行模型線性化變換，得到混合整數(shù)線性模型，并調(diào)用數(shù)學(xué)求解器進(jìn)行求解。通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對綜合能源系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法、設(shè)備及可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著能源形式的變革與對低碳愿景的追求，綜合能源系統(tǒng)(integrated energysystems，IES)地位愈加凸顯。IES可承載多種能源形式的轉(zhuǎn)換與供給，并作為一個(gè)管理單元發(fā)揮協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)營的作用。伴隨著能源市場與碳交易市場的發(fā)展、智能控制技術(shù)的進(jìn)步，對IES運(yùn)行方法提出了新的要求。

傳統(tǒng)的IES運(yùn)行方法的研究主要服務(wù)于IES的規(guī)劃研究中，模型與求解算法較為簡單，且從時(shí)間尺度上主要考慮日前階段這類時(shí)間跨度較大的情形，并不能具體地指導(dǎo)IES的實(shí)際運(yùn)行問題。此外，面對IES實(shí)際運(yùn)行中的不確定因素，傳統(tǒng)方法主要使用魯棒優(yōu)化、機(jī)會約束、隨機(jī)優(yōu)化等手段進(jìn)行建模求解，不能較好地應(yīng)對千變?nèi)f化的實(shí)際情況，出現(xiàn)理論效果與實(shí)際效果存在一定反差。

多時(shí)間尺度優(yōu)化方法最初應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，近年來逐步推廣至IES的調(diào)度問題。多時(shí)間尺度優(yōu)化方法基于系統(tǒng)組分的靈活度差異，對其制定不同時(shí)間尺度層面上的工作方案，既起到細(xì)化指導(dǎo)的作用，也一定程度上克服了傳統(tǒng)的魯棒優(yōu)化等方法帶來的實(shí)踐層面的不足。

此外，近年來隨著低碳目標(biāo)的倡導(dǎo)，對IES的運(yùn)行方法研究中越來越多地考慮“碳”指標(biāo)，目前最為典型的方法包含碳排放額約束條件化、碳排放懲罰經(jīng)濟(jì)目標(biāo)化等，且對于碳排放經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的碳價(jià)格制定方法上，主要有單一碳價(jià)法和競價(jià)法，而前者對不同碳排水平的用戶沒有起到區(qū)別作用，后者在實(shí)際應(yīng)用中不適合不具規(guī)模的市場參與者參與競爭，且較為復(fù)雜。并且，需求響應(yīng)機(jī)制作為一種需求側(cè)的調(diào)控方式，在當(dāng)前的IES多種能源形式研究中，大多考慮電氣熱以及電氣熱冷這類傳統(tǒng)形式的負(fù)荷及其需求響應(yīng)，較少考慮極具應(yīng)用潛力的氫能的情形。

綜合來看，現(xiàn)有IES運(yùn)行優(yōu)化方法存在多種不足，或較少同時(shí)考慮多時(shí)間尺度調(diào)節(jié)、低碳目標(biāo)與需求響應(yīng)，或未涉及氫能利用場景，或在所建立低碳目標(biāo)上過于單一或不適于非規(guī)模競爭性主體。基于此，亟需一種新的綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法、設(shè)備及可讀存儲介質(zhì)。

第一方面，本發(fā)明提供一種綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法，所述綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法包括：

步驟1：對包含可調(diào)熱電比與天然氣-氫氣混合燃燒特性、各類綜合能源系統(tǒng)IES耦合設(shè)備以及階梯式碳費(fèi)用計(jì)量模型進(jìn)行數(shù)學(xué)建模；

步驟2：根據(jù)IES元件特性進(jìn)行分類，并對需求響應(yīng)資源進(jìn)行分類，制定多時(shí)間尺度下的優(yōu)化計(jì)劃；

步驟3：建立針對日前、日內(nèi)滾動(dòng)以及實(shí)時(shí)三階段多時(shí)間尺度下的協(xié)調(diào)優(yōu)化模型，鑒于此模型的混合整數(shù)非線性性質(zhì)，采用引入輔助變量與Big-M進(jìn)行模型線性化變換，得到混合整數(shù)線性模型，并調(diào)用數(shù)學(xué)求解器進(jìn)行求解。

第二方面，本發(fā)明還提供一種綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化設(shè)備，所述綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化設(shè)備包括處理器、存儲器、以及存儲在所述存儲器上并可被所述處理器執(zhí)行的綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化程序，其中所述綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化程序被所述處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如上所述的綜合能源系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化方法的步驟。