[发明专利]一种双层协同架构下的县域级电-气互联系统优化调度方法

说明书

本发明公开了一种双层协同架构下的县域级电‑气互联系统优化调度方法，解决分布式能源主体参与县域级电‑气互联优化调度时产生的隐私性问题和实时性问题，通过监管和审批的方式，使分布式自治优化调度不仅要顾及参与调度的能源主体的自身利益，更要满足全局最优性要求，保障系统安全、稳定运行。

技术领域

本发明涉及综合能源互联网技术领域，尤其是一种双层协同架构下的县域级电-气互联系统优化调度方法。

背景技术

能源既是国民经济的命脉，也是人类赖以生存和发展的基础。目前，传统的化石能源，包括煤炭、石油等，在能源消费总量中仍占据较大的比例。然而，随着能源需求大量增长，具有高污染特性的能源与环境问题的矛盾愈加凸显，迫切的需要大力发展清洁能源，以改善能源结构。在能源市场逐步放开的背景下，能源互联网系统成为了能源产业发展的新形态，有望解决由于多种异质能量流耦合和多类型能源主体参与而带来的一系列复杂问题，包括需求响应互动差、系统稳定性差、能效利用水平低等。

在能源互联网系统中，其优化调度方法一般分为集中式方法和分布式方法。关于集中式的优化调度，需要统一收集系统中所有主体的信息和状态，由一个集中管理层提供完整的计算服务。但是，由于能源互联网系统的体量庞大，电、气、热等异质能量流相互耦合，且包含大量的分布式能源主体，使得收集系统中所有主体的信息和状态日渐困难。一方面，可能是因为物理传输通道尚未打通，另一方面，更可能是因为出于隐私性的考虑，部分能源主体，包括运营商、用户群等，不愿意提供一些隐私数据，导致集中管理层无法收集到完整的用能数据。此外，由集中管理层统一收集、统一计算，降低了计算效率，在实时性要求较高的场景下，可能无法满足调度要求。关于分布式的优化调度，其计算资源分布在系统的底端，且允许邻近的能源主体交互信息和自治优化。虽然分布式方法兼顾了隐私性要求和实时性要求，但是在缺少监管和审批的模式下，部分主体往往会顾及自身利益，导致优化结果偏离了全局性优化目标，不利于整个系统运行的经济性、稳定性、安全性和可靠性。因此，需要整合集中式方法和分布式方法的技术特点和优势，设计一个符合实际应用要求的协同调度框架，实现能源的互补协调和高效利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种双层协同架构下的县域级电-气互联系统优化调度方法，解决分布式能源主体参与县域级电-气互联优化调度时产生的隐私性问题和实时性问题，通过监管和审批的方式，使分布式自治优化调度不仅要顾及参与调度的能源主体的自身利益，更要满足全局最优性要求，保障系统安全、稳定运行。

为解决上述技术问题，本发明提供一种双层协同架构下的县域级电-气互联系统优化调度方法，包括如下步骤：

(1)考虑调度的独立性和部分数据的隐私性，构建双层协同的县域级电-气互联系统优化调度框架，分布在底层的能源主体拥有协调自治能力和权限，顶层监管中心负责监管重要参数或指标，在确保安全性的情况下，允许自治决策，在分布式优化结果偏离全局最优性时下达协调修改策略，保障系统安全运行；

(2)底层的每个分布式能源主体对应部署一个分布式软控制器，将边缘计算任务合理分配给分布式软控制器，软控制器之间允许交互少量信息，进行分布式就地决策并上传决策结果；

(3)底层的软控制器采用分布式算法求解模型，但不能立即执行，需要向顶层的监管中心上传受监管的参数或指标，并等待监管中心的审核结果；

(4)顶层监管中心审核重要参数或指标，在自治优化效果较好的情况下，通过审核并下发执行指令，软控制器对相应主体实施远方或就地调控操作；在自治优化效果较差甚至影响系统安全、稳定运行时，下发协调修改策略，指导软控制器重新进行分布式优化，并再次上传新的结果，待监管中心审核。