[发明专利]一种分层解耦的电气热综合能源系统最优负荷削减量方法

权利要求书

1.一种分层解耦的电气热综合能源系统最优负荷削减量方法，所述电气热综合能源系统包括电力系统、天热气系统、热力系统和能源集线器；其特征在于，建立分层解耦模型，对综合能源系统最优负荷削减量进行优化求解，包括如下步骤：

步骤1：将综合能源系统中各个系统的参考数据输入分层解耦优化模型；

步骤2：设定分层解耦优化模型的收敛阈值δ和最大迭代次数N_HDOF；令初始化迭代次数计算器n＝1；

步骤3：采用线性规划对分层解耦模型外层的能源集线器进行求解达到调度优化结果，以负荷削减量最低为目标函数：

式中：N_EH为耦合节点即能源集线器的数量；i为能源集线器标号；e、g、h分别为电\气\热三种能源；ΔL_e,i、ΔL_g,i和ΔL_h,i分别为第i个能源集线器的电负荷削减量、气负荷削减量和热负荷削减量。

步骤4：根据步骤3中能源集线器系统调度优化结果对分层解耦优化模型中内层各能源子系统的负荷进行修正；

步骤5：计算电力系统负荷削减的最优潮流获得电力系统的最优负荷削减量；

步骤6：计算天然气系统负荷削减的最优潮流获得天然气系统的最优负荷削减量；

步骤7：计算热力系统负荷削减的最优潮流获得热力系统的最优负荷削减量；

步骤8：根据分别获得的电力系统、天然气系统和热力系统的最优负荷削减量修正外层模型中能源集线器输入的上限值P_max；

步骤9：根据步骤5、6、7中电气热子系统的最优负荷削减量来计算分层解耦优化模型的差值向量δ_max；

步骤10：若δ_max<δ，转到步骤12，否则，转到下一步；

步骤11：迭代计数器n＝n+1，若n<N_HDOF，转到步骤3，否则，模型不收敛，退出；

步骤12：输出综合能源系统的最优负荷削减量。

2.根据权利要求1所述的一种分层解耦的电气热综合能源系统最优负荷削减量方法，其特征在于，根据步骤1输入的能源集线器的结构类型和设备参数建立能源集线器模型，利用耦合矩阵来准确描述综合能源系统中各种设备对电、热、气等能源的转化与分配：

式中：L、C和P向量分别代表能源集线器的输入端、耦合矩阵和输出端；c_ij表示能量从第i个输入能源转换到第j个输出能源的效率。

3.根据权利要求1所述的一种分层解耦的电气热综合能源系统最优负荷削减量方法，其特征在于，所述步骤3中能源集线器优化目标函数的约束条件为：

式中：L、C和P分别代表能源集线器的输出端、输入端和耦合矩阵；P_min和P_max为P的下限值和上限值；ΔL为能源集线器电\气\热输出负荷削减量；L⁰为能源集线器电\气\热输出负荷。

4.根据权利要求1所述的一种分层解耦的电气热综合能源系统最优负荷削减量方法，其特征在于，步骤4中修正分层解耦优化模型中内层各能源子系统的负荷：

式中：L_e,i、L_g,j和L_h,k分别为电力系统节点i、天然气系统节点j和热力系统节点k的负荷削减量；P_e,i、P_g,j和P_h,k分别为步骤3)中电力系统节点i、天然气系统节点j和热力系统节点k计算得到的潮流量；i∈EH、j∈EH和k∈EH分别表示电力系统节点i、天然气系统节点j和热力系统节点k与能源集线器EH相连；和分别表示电力系统节点i、天然气系统节点j和热力系统节点k不与能源集线器EH相连；i∈N_e表示节点i为电力系统节点；j∈N_g表示节点j为天然气系统节点；k∈N_h表示节点k为热力系统节点。