[發明專利]基于共識交替方向乘子法的電熱綜合能源分布式調度方法

在審

• 申請號: 202211245444.2
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115758661A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 魏煒;梁建峰;侯愷;劉澤宇;李強;李溫靜;劉迪
• 申請（專利權）人: 天津大學;國網信息通信產業集團有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/46;H02J3/06;G06F111/06
• 代理公司: 天津盈佳知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12224
• 代理人: 孫寶蕓

本發明涉及電?熱綜合能源調度領域，具體是一種基于共識交替方向乘子法的電熱綜合能源分布式調度方法，首先按照投資主體不同將城市電?熱綜合能源系統劃分為城市供電網絡、區域供熱網絡、熱電聯產機組、火力發電機組等多個具有弱耦合特性的主體，各主體之間僅支持有限的數據信息交互；之后對各主體建立獨立的優化調度數學模型，并通過交替方向乘子法將各主體對應子問題聯系起來，通過交替迭代求解的方式使耦合變量趨于統一；最終使得本發明所提調度方法能夠收斂到傳統集中式優化調度方法的最優解。本發明所述交替方向乘子法具有所需數據信息交互少，能夠保證電?熱綜合能源系統內部各主體獨立性和信息隱私性的優點。

技術領域

本發明涉及電-熱綜合能源調度領域，具體是一種基于共識交替方向乘子法的電熱綜合能源分布式調度方法。

背景技術

綜合能源系統著眼于電、熱、氣等多種類型能源的互補特性，強調多種能源之間的協同優化，能夠在能源系統的各環節各方面實現對能源的充分利用，以提高能源的綜合利用效率，實現比傳統單一能源系統更大時空范圍內的優化利用，可以有效提高可再生能源消納規模和消納效率。

電-熱綜合能源系統是城市中最常見的綜合能源系統類型，能夠實現以熱電聯產機組為耦合環節的電力系統和區域供熱系統協同調度，充分利用區域供熱網絡的時滯特性以提高電力系統靈活性，進而提高風力發電、光伏發電等具有間歇性、波動性特征可再生能源發電消納能力。

現有研究大多基于電-熱綜合能源系統的統一調度，無法保證電、熱能源系統各主體調度部門的獨立性和信息隱私性。現實情況中，城市供電網絡、區域供熱網絡和熱電廠等主體調度部門往往分屬不同投資主體，各主體之間僅支持少量的數據交互，通過統一調度的方式獲得整個電-熱綜合能源系統全部數據信息是相當困難的。

本發明提出的交替方向乘子法能夠有效解決這一問題，在保證電-熱綜合能源系統各主體獨立性和信息隱私性的前提下，僅通過各主體之間少量的數據交互實現多種能源的協同優化和充分利用。

發明內容

本發明為了解決傳統集中式城市電-熱綜合能源系統日前調度方法無法考慮系統中城市供電網絡、區域供熱網絡、火力發電機組、熱電聯產機組等主體獨立性、信息隱私性等問題，針對現有技術缺陷，設計了一種基于交替方向乘子法的電-熱綜合能源系統分布式調度方法。

本發明是采用如下技術方案實現的：

一種基于交替方向乘子法的電-熱綜合能源系統分布式調度方法，所述城市電-熱綜合能源系統包括城市供電網絡、區域供熱網絡、火力發電機組、熱電聯產機組等主體，各主體在優化調度過程中處于同等地位。所述城市供電網絡、區域供熱網絡通過一個或多個熱電聯產機組實現間接數據信息交互，所述火力發電機組僅與城市供電網絡進行數據信息交互。城市電-熱綜合能源系統各主體在交替方向乘子法迭代過程中進行數據信息交互并根據相鄰主體信息交替進行自身優化，直到滿足收斂判據的收斂要求，實現城市電-熱綜合能源系統多主體分布式日前調度。

本發明提出一種基于交替方向乘子法的電-熱綜合能源系統分布式調度方法，所述方法具體展開如下：

1、確認電-熱綜合能源系統優化目標，劃分各優化主體，設置耦合變量，拆分耦合約束。

根據城市電-熱綜合能源系統研究對象及所屬城市供電網絡、區域供熱網絡、火力發電機組、熱電聯產機組等子主體獨立決策、分布自治的特性，確定分布式優化主體——城市供電網絡主體、區域供熱網絡主體、火力發電機組主體、熱電聯產機組主體，各主體處于同等地位，在有限數據信息交互前提下獨立管理運營。

城市供電網絡以日購電功率曲線為耦合變量與各火力發電機組、熱電聯產機組進行數據信息交互；城市供熱網絡以日購熱功率曲線為耦合變量與各熱電聯產機組進行數據交互。在上述耦合變量處將城市電-熱綜合能源系統拆分為城市供電網絡子問題、區域供熱網絡子問題、火力發電機組子問題和熱電聯產機組子問題。為了提高風電消納能力，降低棄風率，風力發電機組不作為獨立主體，而是并入城市供電網絡子主體。