[发明专利]基于纳什谈判的含掺氢燃气综合能源多微网优化调度方法

说明书

本发明公开了基于纳什谈判的含掺氢燃气综合能源多微网优化调度方法，将燃气掺氢后送入燃气机组，进而建立了含燃气掺氢的氢储能模型，在阶梯型碳交易机制补充了基于外购电功率碳排放的计算方法；通过多微网与配电网的净交互成本计算条件风险价值以衡量多微网的不确定性，利用纳什谈判的方法，对多微网实施两阶段优化，第一阶段最小化多微网总成本，第二阶段分配收益并最大化各微网利益；通过改进交替方向乘子法对两阶段优化模型进行分布式求解。本发明方法在保证多微网总成本最低的前提下可实现各微网的利益最大化，提升新能源消纳水平，减少碳排放量，为不确定环境下综合能源多微网的低碳经济调度提供参考。

技术领域

本发明属于新能源调度技术领域，具体涉及基于纳什谈判的含掺氢燃气综合能源多微网优化调度方法。

背景技术

综合能源系统提高了终端能源消费的效率及清洁化水平，是实现清洁能源替代、能源低碳持续发展的重要手段。随着同一配电区域中综合能源微网数量的增加，相邻微网互联耦合，形成综合能源多微网。当微网间进行电能交互时，微网可以将电量出售给其它微网或从其它微网购入电量，以提高自身运行的经济性。然而，各微网均属于不同的利益主体，多个微网间的利益交互以及多能流的复杂耦合使得传统单微网的调度方法难以适用。

现有针对多微网的调度方法鲜有考虑源荷不确定性，碳交易机制侧重于微网自身设备出力所产生的碳排放，并未考虑外购电功率所产生的等效碳排放。在用氢环节中，通常利用氢燃料电池技术进行发电。氢燃料电池发电设备相对简单，功率范围宽，可以很好地应对可再生能源的波动性，但其价格高昂，而且发电效率不高，仅为30％～60％。

发明内容

本发明的目的是提供基于纳什谈判的含掺氢燃气综合能源多微网优化调度方法，能够提升新能源消纳水平，减少碳排放量。

本发明所采用的技术方案是，基于纳什谈判的含掺氢燃气综合能源多微网优化调度方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、对综合能源多微网进行低碳经济化改进，将燃气掺氢后送入燃气机组，建立含掺氢燃气的综合能源微网模型；

步骤2、通过多微网与配电网的净交互成本计算条件风险价值，运用纳什谈判理论对多微网实施两阶段优化，第一阶段最小化多微网总成本，第二阶段分配收益并最大化各微网利益，构建基于纳什谈判的综合能源多微网两阶段优化调度模型；

步骤3、通过改进交替方向乘子算法对基于纳什谈判的综合能源多微网两阶段优化调度模型进行分布式优化求解，得到的参数即为调度结果。

步骤1中含燃气掺氢的氢储能模型包括综合能源微网设备出力模型、综合能源微网能效提升机制模型、单微网成本模型、约束条件，综合能源微网设备出力模型包括碳捕集电厂模型、含掺氢燃气的氢储能系统模型。

碳捕集电厂模型构建过程如下：碳捕集电厂中火电机组在t时段的出力P_TU,e,i(t)一部分供给碳捕集设备，另一部分流入电网，供给电负荷；碳捕集设备在t时段输入的电功率P_CCS,e,i(t)又分为两部分：自身固定电功率的消耗P_CCS,e1,i(t)和处理CO₂的电功率消耗P_CCS,e2,i(t)：

碳捕集设备捕集到的CO₂一部分被封存，另一部分供应给电转气设备，碳捕集电厂模型如下：