[发明专利]一种基于城镇能源互联网双层协同架构的优化调度方法

说明书

本发明公开了一种基于城镇能源互联网双层协同架构的优化调度方法，将云监管和弱中心化思想合理集成，对城镇能源互联网规模化发展需求具有广泛适应能力，还将协同优化的双层调控架构应用到城镇能源互联网典型的调控场景中，使其在顺应能源技术变革的过程中，尽快拓展应用空间、发挥应用价值，具备良好技术适应性。

技术领域

本发明涉及城镇能源互联网技术领域，尤其是一种基于城镇能源互联网双层协同架构的优化调度方法。

背景技术

在能源需求大幅增长与环境保护日益迫切的双重压力下，提高能源利用效率，促进可再生能源合理消纳，是能源结构改革的必由之路。随着我国城镇化水平日益提高，融合“互联网+”的能源互联网系统成为新型城镇背景下的能源产业发展的新形态，将依照绿色低碳、可持续的基本准则，可解决传统能源系统综合能效低、新能源消纳能力不足、需求响应互动差等问题。而打破原有单个能源系统单独规划、单独设计和独立运行的模式，进行城镇能源互联网的一体化规划设计，实现电、气、热等多种异质能流的统筹优化调控，是城镇能源互联网建设的首要任务。

传统的集中式优化调控策略是在单个决策主体的前提下制定的，常以能量管理系统或局域变电控制中心作为集中管理层，然而新型城镇能源互联网中分布式能源主体日益增多，电、气、热子系统也分属于不同的监管部门和运营商；城镇能源互联网的工程数据海量、异构，对数据处理能力和实时性要求极高，同时还需要考虑能源主体的隐私安全，这都使得传统的集中式调控难以为继。比如，一幢商业楼的中央空调不太会接受上层的侵入式控制；部分用户出于隐私考虑，不愿意上传完整的用能数据。由于集中式优化调控面临着隐私性、可靠性、经济型、灵活性、可行性等诸多方面的严峻挑战，分布式调控逐渐被运用到城镇能源互联网中，其允许邻近的分布式资源交互信息。但是，由于各能源主体的类型、用能特征和优化决策能力存在较多差异，无法要求所有的能源主体随时与全局优化目标保持一致，而且，也会出现单个利益主体仅顾自身优化目标，从而影响系统全局的经济性和安全性。因此，城镇能源互联网的优化调控模式仍需深入研究，需要合理集成不同的调控方式以提高系统的综合性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于城镇能源互联网双层协同架构的优化调度方法，将所提架构具体地应用到城镇能源互联网典型的调控场景中，使其在顺应能源技术变革的过程中，尽快拓展应用空间、发挥应用价值，具备良好技术适应性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于城镇能源互联网双层协同架构的优化调度方法，包括如下步骤：

(1)分析城镇能源互联网的物理架构及决策结构，梳理城镇能源互联网中能源主体的类型、调控目标及调控要求，并由此划分出城镇能源互联网的典型调控场景，基于能量管理系统和虚拟软控制器搭建城镇能源互联网的集中-分布式双层协同优化调控架构；

(2)根据不同能源主体的特征，采用实部署或虚部署两种方式进行虚拟控制器的部署；

(3)根据典型场景中不同能源主体的优化运行目标，建立城镇能源互联网集中-分布式双层协同优化调控架构下的优化调控数学模型；

(4)根据所建优化调控数学模型，设计能量管理系统和虚拟控制的交互流程，提出基于贝尔曼原理的优化调控数学模型求解方法。

优选的，步骤(1)中，城镇能源互联网呈现多个分布式能源主体自由互联的物理架构特点；城镇能源互联网的决策结构特点表现为各能源主体从属于不同的利益主体，自治决策，不受电网集中决策、直接调控；调控要求包括但不限于实时性要求、隐私性要求、全局性要求；调控场景包括但不限于短期优化调度运行、能源市场交易竞价。