[发明专利]计及热量非对称热损的随机电热耦合系统优化调度方法

说明书

计及热量非对称损失的随机电热耦合系统优化调度方法，包括基于考虑实际热量损失的热网管道热量迁移过程，建立计及热量非对称损失的热力系统模型；采用所述热力系统模型，并在传统电热耦合系统结构中考虑风电不确定性的影响，建立随机电热耦合系统优化调度模型；基于所述优化调度模型，采用信息间隙鲁棒优化方法对其风电不确定性进行建模和对优化调度模型的松弛求解。本发明方法考虑了热网管道的热量非对称损失过程，充分发挥热力系统的热量迁移动态特性，以提升随机电热耦合系统的风电消纳水平和经济效益。并采用信息间隙鲁棒优化方法进行求解，能够适用于随机电热耦合系统存在风电不确定性的现状，充分保证系统运行的安全性和稳定性。

技术领域

本发明涉及综合能源系统运行控制技术领域，具体涉及一种计及热量非对称热损的随机电热耦合系统优化调度方法。

背景技术

在“三北”地区冬季期间，集中供热需求与风电消纳需求相互重叠，严重降低了电网可再生能源的接纳能力。从物理特性角度而言，电能相对容易传输但较难存储，热能相对容易存储但较难传输，电力系统和热力系统间具有天然的互补性。集成电力系统和热力系统进而统一调度，充分挖掘电力网络和热力网络以及火电机组、热电联产机组、锅炉等设备之间的协调灵活性空间，以成为目前解决大规模可再生能源消纳的重要途经之一。

电热耦合系统调度运行在小时级时间尺度上，热网管道温度会随着热量损失而不断变化，该变化相对于电力系统电磁暂态与机电暂态过程要缓慢的多，此时电力系统可由代数方程描述其潮流过程，而热力系统仍需计及热网热量迁移的动态过程。但是，在实际工程应用中，热网回水管道和供水管道被嵌入在同一绝缘套管内进行铺设，此时热网的热损不仅受环境影响，还受到供水/回水管道之间热损的影响。在电热耦合系统调度中，热电联产机组等设备灵活性释放使得热源管道入口温度的波动频率和幅度加大，管道温度非均匀分布剧烈，造成管道供水/回水管道的热量损失增加。事实上，热量损失是热力系统支撑电网灵活性的主要运行成本，因此必须精确计及热量迁移动态过程中的热量损失影响，才能提升电热耦合调度结果在实际工程运用中的经济性。

此外，风电不确定性同样也是影响电热耦合调度结果的重要因素之一。当前主要采用随机优化和鲁棒优化两种求解方法来应对系统中存在的风电不确定性。但是，风电在实际工程应用中的概率分布本身具有不确定性，很难保证其随机优化结果的有效性。同样，虽然鲁棒优化可通过其不确定性的边界参数来进行表示，但最终获得的结果通常过于保守。因此，如何在保证系统经济效益的同时极大挖掘系统抗波动能力，是现阶段随机电热耦合系统优化调度亟需解决的技术问题。

发明内容

为进一步发挥随机电热耦合系统的综合效益，本发明提供一种计及热量非对称热损的随机电热耦合系统优化调度方法，旨在充分利用热力系统的热量迁移动态过程，以提升随机电热耦合系统的风电消纳水平和经济效益，并通过信息间隙鲁棒优化方法实现在保证随机电热耦合系统经济性的同时，对电力系统中存在的风电不确定性进行有效抵抗。

本发明采取的技术方案为：

计及热量非对称热损的随机电热耦合系统优化调度方法，包括以下步骤：

步骤1：基于考虑实际热量损失的热网管道热量迁移过程，建立计及热量非对称损失的热力系统模型；

步骤2：采用步骤1建立的计及热量非对称损失的热力系统模型，在传统电热耦合系统结构中考虑风电不确定性的影响，建立随机电热耦合系统优化调度模型；

步骤3：基于步骤2建立的随机电热耦合系统优化调度模型，采用信息间隙鲁棒优化方法对其风电不确定性进行建模并对模型松弛求解；

通过上述步骤，实现随机电热耦合系统优化调度。

本发明一种计及热量非对称热损的随机电热耦合系统优化调度方法，优点在于：