[发明专利]基于多元不确定集的变质量流量热电联合系统运行方法

说明书

本发明涉及一种基于多元不确定集的变质量流量热电联合系统运行方法，该方法包括以下步骤：步骤S1、建立变质量流量的热电联合系统IEHS的鲁棒运行模型，目标函数包括确定性热电联合系统IEHS的最小化发电机组总成本、以及考虑预测误差的最小化资源再调度调整成本，其中，预测误差采用多元不确定集进行约束；步骤S2、采用缩紧McCormick算法处理变质量流量热电联合系统IEHS模型下的鲁棒优化问题的双约束条件，得到最优运行结果。与现有技术相比，本发明具有灵活性好、安全性高的优点。

技术领域

本发明涉及热电联合系统运行技术领域，尤其是涉及一种基于多元不确定集的变质量流量热电联合系统运行方法。

背景技术

综合能源系统对集成可再生能源和提高能源效率具有重要意义。电力系统EPS和区域供热系统DHS之间的联系日益紧密，热电联合系统IEHS发展迅速，可以通过可再生能源发电-供热机组、综合系统运行和市场机制等技术方案提供灵活性，具有巨大的潜力。其中，系统运行是对热电联合系统IEHS进行管理的一项基础而有效的功能。

变流量变温度的供热调节方式比恒流量变温度的供热调节方式在区域供热网络的灵活性上更有优势。

随着可再生能源发电规模不断扩大，现有的确定性热电联合系统IEHS的方法在应对不确定性问题上存在求解局限。

随机规划SP是解决不确定性的经典方法，其目的是优化经济目标的期望。然而，比起经济性，系统运营商有时更关心安全性，即系统运行的鲁棒性。通常地，鲁棒优化RO使用不确定集替换随机规划SP中的场景，而无需事先了解潜在的概率分布。鲁棒优化RO通过将不确定性参数视为确定性问题转化为确定性问题的，目的是在可能出现的最坏场景下最坏的不确定性情况下寻找最优值，计算成本适中，但最坏情况下得到的解过于保守。为了克服保守性，学者们设计了鲁棒优化RO的各种变体，大致可以分为两个领域类方法，即构造不确定集以及设计求解算法。

为了构造不确定集，学者们提出了盒式、球式、预算、椭球和多面体等特殊形式的不确定集。例如：1)采用分布式分散的鲁棒优化RO，其中不确定集用盒形来表示；为降低鲁棒解的保守性，在不确定集构造中考虑了不确定风电出力风能输出的空间相关性，并假设风电场的相关性为线性关系，服从t分布。2)采用时空灵活性需求包络，提供了一个不那么保守但依然具有鲁棒性的解决方案；通过时间序列分析和主成分分析分别获取可再生能源发电的时间趋势和空间相关性；虽然用均值、偏差以及时间序列效应对每个时间间隔的可再生能源(RES)进行了建模，但未能描述不同时间间隔之间的相关性。3)时空稀疏相关矩阵，由于只考虑了连续时间间隔之间的时间相关性，所以该矩阵是稀疏的；它假设爬坡约束只限制连续的两个时间间隔。然而，现实情况并非如此；即使时间间隔大于2，也存在时间相关性。

在求解算法设计领域，有随机p-RO方法、数据驱动随机鲁棒优化、两阶段鲁棒优化规划等。其中，两阶段鲁棒优化规划(也称为可调自适应鲁棒优化，ARO)在能源系统运行领域得到了很好的应用。ARO算法主要有两类。第一类算法是在双层优化中解决ARO问题，其中上层是最小化总成本并处理“here-and-now”决策变量；下层是处理max-min优化问题，求解最坏的不确定性情况下的“wait-and-see”决策变量。第二类算法是假设下级决策变量服从先验决策规则，在这篇文献中该规则通常是采用不确定的线性函数或分段线性函数(也称为仿射策略)。这类算法易于实现，但与第一类相比可能会导致次优结果。

基于以上分析，变质量流量热电联合系统的鲁棒运行仍存在以下挑战：

1)运行IEHS时，可再生能源长期发电缺乏有效的考虑可再生能源长期发电特性的多元不确定集构建方法；

2)缺乏将多变量不确定性分析以可计算的方式体现在优化中的求解算法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种灵活性好、安全性高的基于多元不确定集的变质量流量热电联合系统运行方法。