[发明专利]一种能源系统建模的优化方法及装置

说明书

本发明公开了一种能源系统建模的优化方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备，该方法建立能源单元中能源数据的输入和输出关系，根据所述能源数据的输入和输出关系，确定能源单元优化的最优解；基于所述最优解，构建能源数据的输入和输出的最终限制条件的目标函数，其中，所述最终限制条件的目标函数的曲线呈线性高维曲面。本发明实现了高维约束条件的降维，通过SOS2对每个函数进行线性化，即可方便地实现模型的求解，解决了现有技术中对于带有非线性约束条件的优化计算中难以求解的问题。

技术领域

本发明涉及能源系统建模优化领域，尤其涉及多输入输出约束条件的降维方法、装置、可读介质及电子设备。

背景技术

综合能源系统是电、气、热、冷等各类能源统一规划、统一调度的综合性能源系统，综合能源的建模是能源领域研究的热点问题。在综合能源建模中，我们有时会把一个泛能站看成一个能量单元，那么其输入和输出就构成了多能源输入和输出的关系，他们之间的关系一般是多个高维函数关系，所以在泛能站的智慧运营和调度的情况下，他们构成了一系列非线性约束条件，而现有的许多优化算法难以处理这种带有非线性约束条件的优化问题。

为了解决非线性约束条件的优化计算问题，通常将非线性约束条件进行线性化。对于单变量的输入和输出关系的线性化问题，现有常见的解决方法是SOS2方法(特殊顺序集SOS2型)，即通过定义SOS2变量对非线性函数进行线性化，SOS2变量为一组λ₁,λ₂,…,λ_n+10中的元素，变量组中最多有两个变量为非零，且满足λ₁+λ₂+…+λ_n+1＝1，调用CPLEX求解器中的混合整数规划算法对模型求解，便可得到最后优化结果。然而在综合能源的建模中，模型输入和输出构成了多能源输入和输出的关系，对于该多输入和输出的约束条件的线性化问题，到目前为止还没有得到有效的解决。

因此为了解决上述综合能源建模过程中带有非线性约束条件的优化过程难以计算的问题，本发明提出一种将非线性约束条件进行线性化的方法，基于高维空间的曲面在低维空间分解的思路来简化高维线性化的难题，以实现多维输入输出的约束条件的降维。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种能源单元中多输入输出的约束条件的降维方法、装置、计算机可读介质及电子设备，通过对高维空间的曲面在低维空间进行分解来简化高维的线性化问题，实现了多维输入输出的约束条件的降维。

第一方面，本发明提供了一种能源系统建模的优化方法，包括：

建立能源单元中能源数据的输入和输出关系；

根据所述能源数据的输入和输出关系，确定能源单元优化的最优解；

基于所述最优解，构建能源数据的输入和输出的最终限制条件的目标函数；其中，所述最终限制条件的目标函数的曲线呈线性高维曲面。

优选地，

将构建的所述目标函数转化为多个低维空间的函数以对所述最终限制条件进行分解，使用特殊顺序集SOS2方法对每个低维空间的函数进行线性化。

优选地，

将属于同一类型的至少一个能源单元的输入输出曲线组合为一条高维曲线，作为所述目标函数的曲线。

优选地，

所述能源单元为热电联产CHP设备，所述输入为天然气输入，对应的所述输出为蒸汽和电能；所述的构建能源数据的输入和输出的最终限制条件的目标函数为：

eu_gas_1＝f_1(eu_elec_out,eu_steam_1)