[发明专利]面向多重不确定性的综合能源系统优化调度方法及装置

说明书

本发明公开了一种面向多重不确定性的综合能源系统优化调度方法及装置，属于综合能源系统优化调度技术领域，该方法先对综合能源系统实际运行中存在的风光出力不确定性、综合需求响应不确定性和购能价格不确定性进行特征识别并采用鲁棒优化法和场景规划法进行精细化建模；其次，结合CHP机组启停能耗、综合能源系统运行能耗，建立综合能源系统鲁棒‑随机系统优化调度模型；最后，采用罚函数约束的蝙蝠算法求解得到模型的均衡解作为综合能源系统的鲁棒‑随机最优解，根据鲁棒‑随机最优解对综合能源系统进行实际调度。如此，本发明能够有助于合理安排综合能源系统备用容量，制定购能计划，进一步降低系统运行能耗和提高系统运行安全性。

技术领域

本发明属于综合能源系统优化调度技术领域，更具体地，涉及一种面向多重不确定性的综合能源系统优化调度方法及装置。

背景技术

随着化石能源枯竭和环境污染问题的加剧，构建可持续发展能源体系、实现能源高效利用已成为能源领域的研究重点。综合能源系统(Integrated Energy System IES)耦合冷、热、电、气四种能源，通过对各能源生产、传输、储存、转换、分配和消费等环节的协调优化，可以实现能源间的梯级利用，提高能源利用效率，降低运行能耗，满足工业生产与居民生活的能源多样化需求。

然而，综合能源系统中的可再生能源、需求响应量以及购能价格等调度资源具有显著的不确定性特征，给IES运行灵活性和整体安全性带来严峻挑战。然而现有研究大多仅考虑可再生能源出力不确定性和负荷预测不确定性，较少涉及综合需求响应不确定性和购能价格不确定性，且存在建模方法单一的问题，往往忽略不同不确定性源的特征以及表征形式，降低了系统运行的经济性与安全性。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种面向多重不确定性的综合能源系统优化调度方法及装置，其目的在于通过对多重不确定性源的精确建模，协调优化不同设备出力，从而降低系统运行能耗，并提高系统运行安全性。

为实现上述目的，本发明提供了一种面向多重不确定性的综合能源系统优化调度方法，包括以下步骤：

S1、对综合能源系统运行中存在的多重不确定性进行特征识别并建模；所述多重不确定性包括风光出力不确定性、综合需求响应不确定性和购能价格不确定性；

S2、基于步骤S1建立的多重不确定性模型，以及CHP机组启停能耗、综合能源系统运行能耗，构建系统优化调度模型；

S3、求解所述系统优化调度模型，得到综合能源系统的日前调度结果，并根据所述日前调度结果对综合能源系统进行调度。

进一步地，所述优化调度模型包括三层调度结构，具体为：

S21、控制每个时段的风光出力不确定性、综合需求响应不确定性的波动值，使所述综合能源系统运行能耗最大；

S22、针对每个购能价格场景，基于步骤S21反馈的波动值以及给定的日前CHP机组启停计划，协调控制设备出力与购能计划，使所述综合能源系统运行能耗最小；

S23、控制CHP机组启停状态，使所述CHP机组启停能耗与所述综合能源系统运行能耗之和最小。

进一步地，所述风光出力不确定性表示为：

式中，Λ^RE为风光出力取值集合，为风光出力预测值，为风光出力波动的上下限值，为向上波动和向下波动的指示变量，Ψ^RE为风光出力不确定性预算集；

所述综合需求响应不确定性表示为：

式中，Λ^DR为综合需求响应取值集合，为需求响应预测值，为综合需求响应波动的上下限值，为向上波动和向下波动的指示变量，为综合需求响应不确定性预算集。