[发明专利]一种计及多能流约束的IES多目标动态优化调度方法

说明书

本发明公开了一种计及多能流约束的IES多目标动态优化调度方法，包括如下步骤：IES稳态MEF建模；基于Newton‑Raphson法的对MEF进行计算，得到IES的稳态能量流分布；构建计及MEF约束的IES多目标优化调度模型；利用基于正态分布交叉算子的NSGA‑II对步骤c所构建模型进行求解，得到IES多目标动态优化调度的Pareto最优解集。为保证运行安全性并减小分析误差，建立了以运行成本和污染物排放外部成本最小为目标并计及MEF约束的IES多目标动态优化调度模型，给出了利用基于正态分布交叉算子的NSGA‑II对模型进行求解的流程。经过试验，本申请方法效果较好。

技术领域

本发明涉及电力综合能源调度技术领域，具体涉及一种计及多能流约束的IES多目标动态优化调度方法。

背景技术

随着能源、环境问题日益突出，如何提高对多种类型能源的综合利用效率、降低污染物的排放已成为我国构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系所需要解决的关键问题。

作为社会能源系统的重要组成部分，传统的电力系统、热力系统和天然气系统是单独规划、单独设计和独立运行的，割裂了不同类型能源之间的耦合，很大程度上限制了能源系统运行的灵活性。综合能源系统(integrated energy system,IES)作为新一代能源系统的重要形式，涵盖了供电、供热、供气和电气化交通等能源系统，集成了多种形式的供能、能量转换和储能设备，在源、网、荷等不同环节实现了不同类型能源的耦合，具有运行方式灵活、低碳高效、可再生能源消纳率高等特点，受到人们的高度重视。

目前，国内外关于IES的研究成果主要集中在电-热-天然气多能流(multipleenergy flow，MEF)分析、系统联合规划和协调运行等方面。例如，一些文献针对IES内的电-气和电-热潮流进行了稳态建模并提出了对MEF非线性方程组进行求解的分解法和整体法；一些文献提出了一种基于多智能体的电-气混合MEF的分布式迭代计算方法，但所需的迭代次数多且没有证明所得到的解为最优解；一些文献计及风电和负荷的相关性研究了电-气互联系统的概率最优潮流问题；一些文献基于energy hub的结构将电-气混合最优MEF分解到电、气子系统中，但是所构造的反映子系统连接关系的C矩阵在某些情况下不可逆；一些文献研究了电-气互联系统的联合规划问题，考虑了系统的安全约束，基于Benders分解将复杂的非线性规划问题分解为一个投资主问题和多个约束校验子问题，大大降低了计算复杂度；一些文献研究了电、热系统互联对风电消纳的作用。

IES中的能量流尤其是热能传输时会造成较高的损耗。针对IES的优化调度问题，多数研究成果仅从多类型能源转换的角度进行优化，一些文献基于energy hub研究了IES的日前调度问题，但energy hub仅提供了多能源转换的通用化模型，无法考虑系统的网络结构，因此忽略了电、热能量损失，存在一定的误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种计及多能流约束的IES多目标动态优化调度方法，以提高运行安全性并减小分析误差。

为实现本发明的目的，本发明提供的技术方案如下：

一种计及多能流约束的IES多目标动态优化调度方法，包括如下步骤：

步骤a：IES稳态MEF建模；

步骤b：基于Newton-Raphson法的对MEF进行计算，得到IES的稳态能量流分布；

步骤c：构建计及MEF约束的IES多目标优化调度模型；

步骤d：利用基于正态分布交叉算子的NSGA-II对步骤c所构建模型进行求解，得到IES多目标动态优化调度的Pareto最优解集。

与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：