[发明专利]一种多区域电气综合能源系统能量与备用分散式调度方法

说明书

本发明公开了一种多区域电气综合能源系统能量与备用分散式调度方法，首先对多区域电气综合能源系统能量‑备用协同优化调度问题进行数学建模，然后基于联络线与联络管道解耦的思想，将多区域集中式优化问题分解为区域优化调度子问题，最后根据交替方向乘子法，设计了一种分布式的能量‑备用优化调度模型求解策略。所提方法仅需区域间交互有限的联络线与联络管道信息，不需要交换每个区域内部的能源系统信息，从而可以较好地保护不同区域的信息隐私，解决了传统的多区域电气综合能源系统能量‑备用决策难以保护不同区域的信息隐私的问题。

技术领域

本发明属于能源系统运行优化技术领域，具体为一种多区域电气综合能源系统能量与备用分散式调度方法。

背景技术

电力系统与天然气系统相互耦合构成的电气综合能源系统由于其能源利用效率高、有助于波动性清洁能源消纳、减少碳排放量等优点受到了政府、企业和科研机构等单位广泛地关注，而制定合理的电气综合能源系统优化调度策略是充分发挥能源系统协同互补优势的基石。近年来，以光伏和风电为代表的强波动性、间歇性能源快速发展，综合能源系统中清洁能源的渗透比例不断增加，同时，负荷侧以电动汽车等为代表的不确定性负荷也处于快速增长的时期。电源和负荷的双重不确定性使得电气综合能源系统运行面对的风险不断增加。因此，如何在管控不确定性因素带来的风险的前提下，科学合理地制定优化调度策略是当今综合能源系统领域关注的重点问题之一。

备用作为一种有效地应对不确定性风险的主要方式，已在能源系统中得到了广泛地实践和应用。由于供能装置如发电机、气井的备用可调节能力大小与其实时运行状态有关，因此，备用优化调度通常与能量优化调度进行协同优化。由于区域互联的能源系统可以实现不同区域的能量-备用协同互补，并降低系统运行成本和运行风险，多区域互联电气综合能源系统的协调调度问题开始受到了关注。传统多区域互联电气综合能源系统协同优化调度均采用一种集中式地优化决策方式，即假设一个独立的系统运营商负责整个多区域能源系统优化调度策略的制定，系统运营商需掌握所有互联区域内部和相关连接通道的信息，然而，不同区域的能源系统往往隶属于不同的运营或管理主体，运营或管理主体间出于行业竞争或其它方面的考虑，不会将内部的能源系统信息共享给其它主体。因此，迫切需要一种去中心化、分散式地优化决策方法来解决多区域互联电气综合能源系统能量-备用协同优化问题。

发明内容

本发明提供了一种多区域电气综合能源系统能量与备用分散式调度方法，用于解决现有的不同区域的能源系统往往隶属于不同的运营或管理主体，运营或管理主体间出于行业竞争或其它方面的考虑，不会将内部的能源系统信息共享给其它主体，从而影响多区域能源之间协同互补的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种多区域电气综合能源系统能量与备用分散式调度方法，包括以下步骤：

步骤1：建立多区域耦合互联电气综合能源系统能量与备用一体化优化调度模型；

步骤2：基于联络线与联络管道解耦的思想，将步骤1中的多区域耦合互联电气综合能源系统能量与备用一体化优化调度模型进行分解，得到区域能量-备用协同优化调度子问题分解模型；进而将多区域集中式优化问题分解为区域优化调度子问题；

步骤3：根据步骤2得到的区域能量-备用协同优化调度子问题分解模型，基于交替方向乘子法，设计了一种多区域互联电气综合能源系统能量-备用优化调度分散式求解策略。

优选的，所述多区域耦合互联电气综合能源系统能量与备用一体化优化调度模型的建立步骤如下：

步骤1.1，建立目标函数，以调度周期内所有区域运行成本之和最小化为目标，包括常规机组发电成本、气井供气成本、弃风成本、向上备用容量成本与向下备用容量成本：

优化模型以调度周期内所有区域运行成本之和最小化为目标，包括常规机组发电成本、气井供气成本、弃风成本、向上备用容量成本与向下备用容量成本。