[发明专利]一种高私密性的电气热互联系统分布式优化调度方法

说明书

本发明提出了一种高私密性的电气热互联系统分布式优化调度方法。所述方法包括以下步骤：构造考虑系统运行动态特性的电气热互联系统数学模型；制定系统优化目标函数；引入强制平等变量，构造强制平等的交替方向乘子法；将原问题拆分为电、气、热最优潮流子问题，修改强制平等的交替方向乘子法的迭代格式，设定收敛条件，重复进行迭代计算获得电气热互联系统分布式优化调度解优化电气热互联系统。本发明可以充分满足电气热系统归属为不同能源中心的现实，有效消除各运营商对运行隐私泄露的顾虑，针对常规分布式算法无法在电气热互联系统此三区分散优化问题中得到收敛解的求解困境，在传统交替方向乘子法中引入强制平等变量，以求得收敛的最优解。

技术领域

本发明涉及综合能源系统调度领域，特别涉及一种高私密性的电气热互联系统分布式优化调度方法。

背景技术

随着能源产业产业化改革的进一步推进，能源互联网日益受到关注与研究。以燃气发电、电转气(P2G)技术以及热电联产(CHP)为核心技术的综合能源系统(IES)打破了电、气、热系统能量交换的壁垒，可充分挖掘各能源高效互补的潜力，满足经济及环保等多方面要求。

随着不同能源网络的接入，综合能源系统中参与商不断增加，电力能源，天然气能源以及热力能源一般分别隶属于不同的能源主体。传统的综合能源系统优化调度通常默认多能源为同一供应商或不同能源供应商之间充分交换信息，在同一平台实现集中优化(伍惠铖,王淳,刘宽,陈宇杰,丁梦妮,王巍璋.电-热综合能源系统能流的区间计算算法[J].电网技术,2019,43(01):91-99.董帅,王成福,梁军,董晓明,梁正堂,李华东.计及电转气运行成本的综合能源系统多目标日前优化调度[J].电力系统自动化,2018,42(11):8-15.DOI:10.7500/AEPS20170721003.张涛,章佳莹,王凌云,徐家旭,张东方,王成.计及用户行为的电—气—热综合能源系统日前经济调度[J].电力系统自动化,2019,43(11):86-97.)。而随着能源供应商的增多，以及各供应商有保护自身隐私的需求，基于充分交换信息的集中优化方法亟需得到改进。基于此背景，提出一种适用于电气热互联系统的高私密性分布式优化调度方法，互联系统中中各子系统只需交换部分耦合设备运行信息即可实现互联系统的协调优化。该方法可充分保护运营商隐私，并能对电气热互联系统进行协调优化。

发明内容

本发明提出了一种高私密性的电气热互联系统分布式优化调度方法。在本发明中，根据气网及热网的运行特性，建立考虑网络动态特性的电气热互联系统数学模型。在构建以系统供能成本最小为目标的日前调度模型后，结合强制平等的ADMM算法，充分考虑电力系统，天然气系统以及热力系统的耦合交互，实现对系统的高私密性分布式优化。所提出的强制平等的ADMM算法框架，考虑各系统归属不同能源供应商的现实情况，采用构造可分离的增广拉格朗日函数方法，对分离后的子优化问题独立优化，优化后的边界变量通过不断修正多次迭代最终得到全局最优解。同时，在分布式优化的过程中，对电网，气网和热网系统中的动态运行特性予以准确建模，并针对传统分布式算法无法保证三区分布式优化解的收敛性这一求解困境，引入强制平等变量予以修正，保证算法收敛性。框架中电网，气网及热网保留自身大部分运行信息，仅交换少量耦合部分数据进行分别交替迭代，最终达到电能量流、气能量流及热能量流的最优分布，实现电气热互联系统的分散自治。本发明所提的方法可以充分满足电气热系统归属为不同能源中心的现实，有效消除各运营商对运行隐私泄露的顾虑，同时对传统分布式算法在三区问题中求解难以收敛的求解困境予以改进，有利于该方法实际应用及推广。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种高私密性的电气热互联系统分布式优化调度方法，包括以下步骤：

S1、构造考虑系统运行动态特性的电气热互联系统数学模型；

S2、制定系统优化目标函数；

S3、引入强制平等变量，构造强制平等的交替方向乘子法；