[發(fā)明專利]考慮風(fēng)光預(yù)測誤差的綜合能源系統(tǒng)分布魯棒優(yōu)化調(diào)度方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210134168.6
• 申請日: 2022-02-14
• 公開（公告）號: CN114529075A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃慶;顧海飛;劉福建;孫曉蕾;雷家興;全相軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中建安裝集團(tuán)有限公司;東南大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/00;H02J3/46
• 代理公司: 南京先科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32285
• 代理人: 何靜

本發(fā)明提供一種考慮風(fēng)光預(yù)測誤差的綜合能源系統(tǒng)分布魯棒優(yōu)化調(diào)度方法，獲取綜合能源系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)與外部環(huán)境數(shù)據(jù)后作為輸入，輸出風(fēng)光出力預(yù)測數(shù)據(jù)以及電、冷、熱負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)；構(gòu)建基于Wasserstein距離的風(fēng)光預(yù)測誤差不確定模糊集，建立兩階段分布魯棒優(yōu)化下的能量調(diào)度模型，求解模型獲取能量優(yōu)化調(diào)度結(jié)果。本發(fā)明構(gòu)建的不確性模糊集保守度較低，第一階段以成本、環(huán)境、能效為優(yōu)化目標(biāo)，設(shè)置功率平衡與聯(lián)絡(luò)線約束、能量轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)能設(shè)備約束，第二階段以調(diào)整柔性設(shè)備出力的成本損失期望為優(yōu)化目標(biāo)，設(shè)置仿射約束、不確定集約束，最終獲得精細(xì)化的能量調(diào)度方案，能指導(dǎo)綜合能源系統(tǒng)進(jìn)行高效綠色地優(yōu)化調(diào)度，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，魯棒性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種考慮風(fēng)光預(yù)測誤差的綜合能源系統(tǒng)分布魯棒優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)

面對傳統(tǒng)化石能源日益枯竭以及環(huán)境惡化的問題，我國開始積極推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型、高效利用。綜合能源系統(tǒng)(IES)作為一種區(qū)域分布式能源形式，融合了冷、熱、電、氣、風(fēng)、光等多種能源形式，在生產(chǎn)、傳輸、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、消費(fèi)等環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)互補(bǔ)，對于提升能源綜合利用率與系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)化水平具有重要意義。

目前國內(nèi)外對IES的研究主要集中在設(shè)計(jì)規(guī)劃、運(yùn)行、調(diào)度等方面，在IES優(yōu)化調(diào)度領(lǐng)域，通常以成本與環(huán)境為目標(biāo)，而能效指標(biāo)尚未被納入到多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度體系中，在環(huán)境層面也只考慮碳排放造成的溫室效應(yīng)，忽略了化石能源燃燒導(dǎo)致的粉塵效應(yīng)與大氣酸化效應(yīng)。通過文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)(公開號：CN112636373A)公開了一種電氣熱綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，基于電、氣、熱負(fù)荷與風(fēng)電出力預(yù)測，以成本與風(fēng)電消納率為優(yōu)化目標(biāo)獲得最優(yōu)折衷解，該方法忽視了風(fēng)光發(fā)電功率不確定性對IES安全穩(wěn)定運(yùn)行的負(fù)面影響，魯棒性差?，F(xiàn)有技術(shù)(公開號：CN112952807A)公開了一種考慮風(fēng)電不確定性與需求響應(yīng)的多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，采用隨機(jī)場景法描述風(fēng)光不確定性，隨機(jī)優(yōu)化需要獲取不確定參數(shù)準(zhǔn)確的概率分布，然而實(shí)際很難獲取。因此，需要設(shè)計(jì)一種環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)、魯棒性更好的針對綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種考慮風(fēng)光預(yù)測誤差的綜合能源系統(tǒng)分布魯棒優(yōu)化調(diào)度方法，基于分布魯棒優(yōu)化算法處理風(fēng)光預(yù)測誤差，建立了兩階段能量調(diào)度模型，第一階段以成本、環(huán)境、能效為優(yōu)化目標(biāo)，第二階段以為抵消風(fēng)光預(yù)測誤差而調(diào)整柔性設(shè)備出力的成本損失期望為優(yōu)化目標(biāo)，所獲得的調(diào)度方案的精細(xì)化程度更高，整體具有較好的魯棒性，環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

考慮風(fēng)光預(yù)測誤差的綜合能源系統(tǒng)分布魯棒優(yōu)化調(diào)度方法，包括如下步驟：

步驟1：獲取綜合能源系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)與外部環(huán)境數(shù)據(jù)后作為輸入，應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對風(fēng)力和光伏兩種新能源的出力數(shù)據(jù)以及電、冷、熱負(fù)荷進(jìn)行預(yù)測，日前輸出電、冷、熱逐時(shí)負(fù)荷預(yù)測數(shù)據(jù)以及風(fēng)力和光伏出力預(yù)測數(shù)據(jù)；

步驟2：基于Wasserstein距離構(gòu)建風(fēng)光預(yù)測誤差不確定模糊集；

步驟3：建立考慮風(fēng)光預(yù)測誤差的，以經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境性、能效性為目標(biāo)的綜合能源系統(tǒng)兩階段分布魯棒優(yōu)化能量調(diào)度模型；其中，第一階段模型為日前規(guī)劃能量調(diào)度模型，第二階段模型為日內(nèi)運(yùn)行能量調(diào)度模型；

步驟4：對綜合能源系統(tǒng)兩階段分布魯棒優(yōu)化調(diào)度模型進(jìn)行轉(zhuǎn)化并求解，獲得考慮風(fēng)電預(yù)測誤差的優(yōu)化調(diào)度結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述步驟2具體過程為：

步驟2.1：基于風(fēng)力和光伏的歷史真實(shí)出力數(shù)據(jù)與歷史預(yù)測出力數(shù)據(jù)，構(gòu)建風(fēng)光出力預(yù)測誤差的樣本集合并構(gòu)造風(fēng)光預(yù)測誤差的經(jīng)驗(yàn)分布函數(shù)P_N；

基于Wasserstein距離表征P_N與真實(shí)分布函數(shù)P_R的距離：