[发明专利]多园区综合能源系统的分布式鲁棒协同优化调度方法

说明书

本发明提出多园区综合能源系统的分布式鲁棒协同优化调度方法，综合能源包括天然气、风机电力和光伏电力，电力和天然气网络连接成一个多园区综合能源系统，调度方法包括以下步骤：步骤S1、建立多园区综合能源系统优化调度模型；步骤S2、采用凸松驰技术将天然气管道特性约束转为凸约束；步骤S3、引入功率缺额松驰变量，将含风机和光伏出力以及多能源负荷不确定的原优化调度模型转化为弱鲁棒优化调度模型；步骤S4、将总优化调度模型问题分解为子优化调度问题；步骤S5、对子优化调度问题以分布式协同求解方法求解；本发明能得到更加具有灵活性和经济性的优化调度结果，且可便捷地实现多个园区综合能源系统的协同优化调度，保证园区的信息隐私安全。

技术领域

本发明涉及能源系统调度技术领域，尤其是多园区综合能源系统的分布式鲁棒协同优化调度方法。

背景技术

由于化石能源的短缺、公众对能源可持续发展意识的提高以及多能转化技术的发展，促使了传统单一能源形式的能源系统向多能流耦合的综合能源系统转变。多能流耦合的综合能源系统通过多能转换设备实现电/气/热/冷等多种能流的互通互济，提高了系统供能的可靠性和能源利用效率。然而，由于综合能源系统涉及多能流的耦合，不同能流的潮流方程具有很强的非线性，这给求解综合能源系统优化调度模型带来了很大的挑战。同时，综合能源系统中的新能源出力和负荷等不确定性又可以通过耦合网络扩散至整个系统进而严重影响到系统的优化运行。随着综合能源系统的发展，一定区域内的多个园区综合能源系统因互联互供需要而形成多个园区互联的综合能源系统。相对单一园区综合能源系统，多园区综合能源系统具有更高的能源协同能力和可再生能源利用率。但是，多能流的耦合特性和多重不确定性之间的交互影响在多园区综合能源系统中更为复杂。此外，由于不同园区往往属于不同的运营商，各运营商因信息安全和商业私密等原因不愿相互共享其所有的网络参数和运行信息，因此难以采用集中式方法实现多园区综合能源系统的优化调度。当然，即使能收集到全局信息，也因信息量过大而导致模型难以采用常见的求解器求解。基于以上分析，本发明提出一种基于交替方向乘子法(Alternating Direction Methodof Multipliers,ADMM)的多园区综合能源系统的分布式鲁棒协同优化调度方法。

首先，现有的多园区综合能源系统的优化调度方法仅涉及电\气\热三种能流，尚未考虑冷能流。然而，电-气-热-冷在园区中一般均有需求，为此，仅涉及三种能流的优化控制方法将不适用于四种能流耦合的综合能源系统。其次，现有的方法一般采用集中式算法实现多园区综合能源系统的优化调度，但是集中式算法基于中心控制器和全局信息进行优化调度，因此面临无法保证不同运营商之间的隐私安全、容易发生单点故障、问题规模过大等问题。最后，针对新能源出力和多能源负荷波动的不确定性，现有的方法仅局限于单个园区综合能源系统的不确定性，同时现有的传统鲁棒优化模型过于保守，导致优化调度结果经济性和灵活度不高，不利于实际的工程应用。

发明内容

本发明提出多园区综合能源系统的分布式鲁棒协同优化调度方法，能得到更加具有灵活性和经济性的优化调度结果，且可便捷地实现多个园区综合能源系统的协同优化调度。

本发明采用以下技术方案。

多园区综合能源系统的分布式鲁棒协同优化调度方法，所述园区综合能源由多种多能转换设备组成，可耦合电、气、热和冷四种异能源，以电力网络和天然气网络将多个独立的园区综合能源系统连接成一个多园区综合能源系统，电力网络上接有非燃气机组、风机和光伏装置，其特征在于：所述调度方法包括以下步骤：

步骤S1、建立多园区综合能源系统优化调度模型；

步骤S2、采用凸松驰技术将多园区综合能源系统中的天然气管道特性约束转为凸约束；

步骤S3、引入功率缺额松驰变量，将含风机和光伏出力以及多能源负荷不确定的原优化调度模型转化为弱鲁棒优化调度模型；

步骤S4、将总优化调度模型问题分解为各园区综合能源系统子优化调度问题；