[发明专利]基于双乘子迭代算法的电热综合能源系统经济调度方法

说明书

本发明提出基于双乘子迭代算法的电热综合能源系统经济调度方法，流程包括：建立电热综合能源系统经济调度模型；采用Lagrange乘子法求解电热综合能源系统经济调度模型，转化为优化调度问题；设计双乘子迭代算法求解上述优化调度问题，找到满足约束条件下各机组的最优出力，计算电热综合能源系统优化调度下的运行总成本最小值；本发明中电热综合能源系统经济调度模型首次考虑了网络传输损耗，并且能够实现实时计算；实现了电热两种能源协同优化配置；在计及网络传输损耗的前提下，满足用户两种负荷需求的同时减少企业的产能成本；采用本发明提出的双乘子迭代算法可以避免直接求解多维隐式方程组，降低了模型求解的复杂程度并具有很快的收敛速度。

技术领域

本发明涉及综合能源系统经济调度技术领域，具体涉及一种基于双乘子迭代算法的电热综合能源系统经济调度方法。

背景技术

经济调度作为电力系统运行中技术和经济优化的重要部分，旨在满足发电单元运行约束的前提下，通过优化分配负荷需求并合理安排发电计划使得系统总运行成本最小。

综合能源系统(Integrated Energy System)注重不同能源系统基础设施的紧密耦合，通过能源转化设备支持能量在不同物理网络中的双向流动，实现多能源协同优化配置。综合能源系统经济调度本质上是资源配置问题，在满足用户侧多种负荷需求和供电质量的前提下，引导供给侧制定合理的产能方案，减少企业运行成本的同时保障系统安全稳定运行。

然而，目前综合能源系统以电热综合能源系统为主要研究形式，其经济调度主要集中于系统建模、风电消纳、以及供能侧与负荷侧的不确定性研究，缺乏在系统功率平衡中对网络传输损耗的考虑，忽视了网络传输损耗对系统供需平衡的重要影响，因而其产生的优化调度结果会导致：机组出力结果不能满足负荷的实际需求，影响用户侧的能源正常需要；系统功率平衡不能得到有效保障，造成频率波动危及系统的安全稳定运行。

综上所述，有必要针对电热综合能源系统经济调度发明一种新的优化调度方法——基于双乘子迭代算法的优化调度方法，以解决考虑网络传输损耗下电热综合能源系统经济优化调度求解困难、计算复杂、多约束含耦合的问题，同时达到优化机组出力和保障系统安全、稳定、经济运行的目的。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述电热综合能源系统经济调度中存在的关键问题，提出一种基于双乘子迭代算法的电热综合能源系统经济调度方法，即一种计及网络传输损耗并基于双λ迭代算法的电热综合能源系统经济调度方法，其内容包括如下步骤：

步骤1：建立电热综合能源系统经济调度模型，包括目标函数、等式约束条件和不等式约束条件；

步骤1.1：建立电热综合能源系统经济调度模型的目标函数：假设系统包含纯发电机组总数为N_p编号i＝1,2,3,…,N_p，热电联产机组总数为N_c编号j＝1,2,3,…,N_c，以及纯产热机组总数为N_h编号k＝1,2,3,…,N_h；P_i表示第i个纯发电机组的电出力，O_j和H_j分别表示第j个热电联产机组的电出力和热出力，T_k表示第k个纯产热机组的热出力，系统以运行总成本最小为目标函数，具体描述如下：

其中，F_T、F_P、F_C和F_H分别表示系统运行总成本、纯发电机组运行总成本、热电联产机组运行总成本和纯产热机组运行总成本，f_i(P_i)、f_j(O_j,H_j)和f_k(T_k)分别表示第i个纯发电机组运行成本函数、第j个热电联产机组运行成本函数和第k个纯产热机组运行成本函数，具体描述如下：