[发明专利]基于模型预测控制的综合能源系统鲁棒优化运行方法

说明书

本公开提供了一种基于模型预测控制的综合能源系统鲁棒优化运行方法，设置预测时域和滚动优化时域；更新源荷历史数据；考虑源‑荷随机性，采用高斯过程回归方法进行源‑荷预测，获得下一预测域内的预测值和误差范围；采用MIN‑MAX模型预测控制方法，建立鲁棒滚动优化模型，根据预测模型的预测数据和预测误差范围，进行未来滚动优化时域的设备出力的鲁棒滚动优化，得到未来滚动优化时域的运行指令。

技术领域

本公开属于分布式综合能源系统优化运行技术领域，涉及一种基于模型预测控制的综合能源系统鲁棒优化运行方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

综合能源系统是综合区域内石油、天然气、电能、热能等多种能源实现多种能源的协调规划，优化运行和互补互济，在满足系统内多元化用能需求的同时，要有效地提升能源利用效率，促进能源可持续发展的新型一体化的能源系统。由于其高效的能源利用率使得综合能源系统在近几年越来越受重视，且逐步成为研究热点。

据发明人了解，现在的综合能源系统的优化运行中的缺陷：现阶段大部分综合能源系统的优化运行均采用日前优化的方法，由于新能源以及部分负荷的快速变化性，单一的日前优化调度并不能快速应对源、荷的变化，这就需要综合能源系统滚动优化，已有的滚动优化的文献是基于点预测的确定性预测值优化系统出力，未考虑源-荷预测的误差对系统运行的影响。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种基于模型预测控制的综合能源系统鲁棒优化运行方法，本公开对园区综合能源系统进行优化调度，可减小负荷以及可再生能源出力预测误差的影响，经济可靠地满足系统用能需求。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种基于模型预测控制的综合能源系统鲁棒优化运行方法，包括以下步骤：

设置预测时域和滚动优化时域；

更新源荷历史数据；

考虑源-荷随机性，采用高斯过程回归方法进行源-荷预测，获得下一预测域内的预测值和误差范围；

采用MIN-MAX模型预测控制方法，建立鲁棒滚动优化模型，根据预测模型的预测数据和预测误差范围，进行未来滚动优化时域的设备出力的鲁棒滚动优化，得到未来滚动优化时域的运行指令。

作为可选择的实施方式，考虑源-荷随机性，采用高斯过程回归方法进行源-荷预测的过程包括：在预测时域内建立带有噪声的回归模型，通过历史数据得到观测值的先验分布，计算观测值与预测值的联合先验分布，进而计算预测值的后验分布。

作为可选择的实施方式，建立鲁棒滚动优化模型的具体过程包括：

表示综合能源系统在t时刻电能平衡关系、热能平衡关系和冷能平衡关系；

构建综合能源系统各设备在t+1的状态函数；

滚动优化阶段以在源-荷预测误差最大情况下系统运行成本最低为目标，构建目标函数。

作为可选择的实施方式，建立鲁棒滚动优化模型时，包括功率约束条件，即综合能源系统的发电机组发电、可再生能源发电、燃气锅炉、吸收式制冷机和电制冷机的功率约束。

作为可选择的实施方式，建立鲁棒滚动优化模型时，还包括储能装置的爬坡约束。

作为可选择的实施方式，建立鲁棒滚动优化模型时，还包括蓄电池和储热罐的最大容量约束。

作为可选择的实施方式，所述目标函数为：