[发明专利]多园区综合能源系统分布式协同优化调度方法

说明书

本发明提供了一种多园区综合能源系统分布式协同优化调度方法，基于确定性模型，结合源荷的不确定性，构造多园区综合能源系统的两阶段鲁棒优化调度模型，以园区间的交互能源作为第一阶段决策变量，将源荷不确定性集合带入第二阶段当中，以园区内部设备出力和外网购能作为第二阶段的决策变量；采用嵌套CCG算法对两阶段鲁棒模型迭代求解，解决第二阶段双层混合整数规划问题。进一步对不同园区之间进行协同优化，基于非对称纳什议价理论并经相关转化，将问题拆分为社会效益最大化子问题和利益分配子问题，采用并行ADMM方法进行求解，得到最终调度方案。本发明可以实现各园区运行经济性和鲁棒性平衡的同时兼顾各园区的隐私和利益。

技术领域

本发明属于综合能源系统技术领域，涉及一种多园区综合能源系统分布式协同优化调度方法及系统，尤其是源荷不确定情况下的园区综合能源系统分布式协同优化调度方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在能源危机和环境恶化的时代背景下，综合能源系统(integrated energysystem,I ES)耦合多种异质能流，实现对能源的灵活利用和效益提升，是实现能源转型的强有力手段。按照应用和地理规模，园区级的综合能源系统可良好适应当地的资源和用能特点，不同园区的资源配置及用能特性不同，通过相互间的协调互联运行，构成多园区综合能源系统，可有效提高供能效率与可靠性。但多园区综合能源系统具有多主体、强耦合的特点，不仅需要考虑每个园区内部多类型能流的转化，而且也需要考虑各园区之间的多类型能源交互，因此对其开展优化调度具有很大困难。

然而，目前的相关研究大多为确定性的优化调度，忽略了源荷的不确定性对系统造成的影响，原有的确定性优化不再适用，因此不仅需要考虑系统的经济性，还需计及系统的鲁棒性，两者缺一不可。同时，在兼具鲁棒性和经济性的前提下，对于多个主体合作下合理的利益再分配问题也少有涉及。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种多园区综合能源系统分布式协同优化调度方法，本发明可以实现整体系统运行经济性和鲁棒性平衡的同时兼顾各园区的隐私和利益。

根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

一种多园区综合能源系统分布式协同优化调度方法，包括以下步骤：

建立多园区综合能源系统确定性模型，施加约束条件；

确定园区综合能源系统内的源荷不确定变量变化范围，构建不确定集合进行表征；

基于确定性模型，结合源荷的不确定性，构造园区综合能源系统的两阶段鲁棒优化调度模型，以园区间的交互能源作为第一阶段决策变量，将源荷不确定性集合带入第二阶段当中，以园区内部设备出力和外网购能作为第二阶段的决策变量；

将模型拆分为外层主问题和子问题，并将外层子问题拆分为内层的主、子问题，迭代求解内层主、子问题直到收敛，再进行外层主子问题的迭代，直至满足收敛条件，计算出最优解；

对不同园区之间进行协同优化，基于非对称纳什议价理论拆分为社会效益最大化子问题和利益分配子问题，对两个子问题进行求解，得到最终调度方案。

作为可选择的实施方式，建立多园区综合能源系统确定性模型的具体过程包括：

所述确定性模型目标函数为各个园区的运行成本之和最小，所述运行成本包括独立运行模式下购能成本、设备的运行维护成本以及碳交易成本和互联运行下与其他园区之间的能源交易成本以及过网费用；

所述约束条件包括设备出力约束、能量平衡约束和联络线传输功率约束。

作为可选择的实施方式，确定园区综合能源系统内的源荷不确定变量变化范围的具体过程包括应用盒式不确定集来对风电光伏、冷热电负荷进行描述，且风机和光伏在时间上的相关性利用pearson相关系数的时间相关性约束模型表示。