多微网的综合能源系统热电能流分布式优化方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化方法，在确定多微能源网的综合能源系统的组成结构和各微能源网中的热电能流的能量流动规则后，再建立各微能源网的总体运行成本函数，最后再利用ADMM算法对各总运行成本函数进行分布式求解。因此，相比于现有技术中对多微能源网的综合能源系统采用集中式优化而建立统一的优化模型而言，采用本方案，能对多微能源网中的各个微能源网均建立对应的优化模型并对该优化模型进行分布式求解，从而能对各个微能源网的热电能流均进行优化，保证了多微能源网的综合能源系统的安全和稳定运行。此外，本发明专利技术还公开了一种多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化装置，效果如上。

【技术实现步骤摘要】
多微网的综合能源系统热电能流分布式优化方法和装置
本专利技术涉及综合能源领域，特别涉及一种多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化方法和装置。
技术介绍
由于以传统化石能源为核心的能源消费体系给地球环境造成了日益严重且无法逆转的破坏，在此背景下，综合能源系统打破了在传统分产系统中仅能依靠单一能源生产的局面，能够完成电、热、气、冷等多种能源的联合供效应，实现对输出能量的多级利用，有效提高综合能源系统的能源利用效率，对于推动能源结构转型有着重要的意义，多微能源网的综合能源系统热电能流的优化对于整个综合能源系统的安全稳定运行具有至关重要的作用，目前对于多微能源网的综合能源系统的热电能流的优化主要是采用集中式优化方法和集中式求解，集中式优化方法是对于多微能源网的综合能源系统的热电能流建立统一的优化模型，但是由于多微能源网的综合能源系统中的各个微能源网都有各自的利益需求，因此对多微能源网的综合能源系统的热电能流建立统一的优化模型并不能针对各个微能源网进行优化，导致对多微能源网的综合能源系统的热电能流进行优化的优化结果较差，进一步影响多微能源网的综合能源系统的安全和稳定运行。因此，如何对多微能源网的综合能源系统的热电能流进行优化，以保证多微能源网的综合能源系统的安全和稳定运行是本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化方法和装置，对多微能源网的综合能源系统的热电能流进行了优化，保证了多微能源网的综合能源系统的安全和稳定运行。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下技术方案：第一，本专利技术实施例提供了一种多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化方法，包括：获取多微能源网的综合能源系统的组成结构和各所述微能源网中的热电能流的能量流动规则；依据所述组成结构获取各所述微能源网中的热电联产装置的燃料成本数据、依据所述能量流动规则获取热电功率平衡约束条件和获取用户的用能效用；利用各所述微能源网中的所述燃料成本数据、所述用户的用能效用和所述热电功率平衡约束条件确定各所述微能源网的总体运行成本函数；采用ADMM算法对各所述总体运行成本函数进行分布式求解，得到所述多微能源网的综合能源系统的优化结果。优选的，所述多微能源网的综合能源系统的组成结构具体包括：各所述微能源网中的热电联产装置、热储能装置、用户以及各所述微能源网中的热电联产装置与用户和热储能装置组成的微能源网之间组成的微能源网群。优选的，各所述微能源网中的热电能流的能量流动规则具体包括：当各所述微能源网中的用户的用户侧分布有光伏发电装置，且存在光伏发电装置的输出功率不能满足与所述光伏发电装置对应的用户的用电需求时，由与所述光伏发电装置对应的热电联产装置为所述用户供电且与其他微能源网进行电能共享；各所述微能源网中的用户的热能需求由各所述微能源网中的热储能装置提供和共享除自身的微能源网外的其他微能源网的热能；各所述微能源网中的用户均通过能量管理系统进行电能共享和热能共享。优选的，所述热电联产装置具体为热电联产微燃机组，对应的，所述依据所述组成结构获取各所述微能源网中的热电联产装置的燃料成本数据具体采用下式表示：其中，Cchp为所述热电联产微燃机组的燃料成本数据，pCH4为燃料的价值数据(价值数据为燃料的价格)，Pechp为所述热电联产微燃机组的发电功率，ηchp为所述热电联产微燃机组的发电效率，LHVNG为所述热电联产微燃机组的燃料低热值。优选的，所述获取用户的用能效用具体采用下式表示：un＝αnLn(1+xn+hn)其中，un为所述用户的用能效用，αn为用能效用参数，xn为所述用户的用电量，hn为所述用户的用热量；对应的，所述热电功率平衡约束条件具体采用下式表示：β(Pechp-xn+Ppv)＝Pinβ(Phchp-hn+Htes)＝Hin其中，Pechp为所述热电联产微燃机组的产电功率，Phchp为所述储能装置的供热功率，Pin为各所述微能源网之间的交换电功率，Hin为各所述微能源网之间的交换热功率，Htes为所述储能装置的储热放热功率，Ppv为光伏出力。优选的，所述利用各所述微能源网中的所述燃料成本数据、所述用户的用能效用和所述热电功率平衡约束条件确定各所述微能源网的总体运行成本函数具体采用下式表示：minh(x)＝Cchp(Phchp,Pechp)-un(xn,hn)+γ(Pin)+γ(Hin)其中，h(x)为各所述微能源网的总体运行成本，γ为当前微能源网与其他互联微能源网交换电能和热能产生的过网费用，Pin为各所述微能源网之间的交换电功率，Hin为各所述微能源网之间的交换热功率，Pechp为所述热电联产微燃机组的产电功率，Phchp为所述储能装置的供热功率，un为所述用户的用能效用，xn为所述用户的用电量，hn为所述用户的用热量，Pin为各所述微能源网之间的交换电功率，Hin为各所述微能源网之间的交换热功率。优选的，所述采用ADMM算法对各所述总体运行成本函数进行分布式求解，得到所述多微能源网的综合能源系统的优化结果包括：采用所述ADMM算法对所述优化模型进行分布式求解，得到各所述微能源网中用户的交换热功率和交换电功率；将各所述微能源网中的各交换热功率进行加和，得到总交换热功率；将各所述微能源网中的各交换电功率进行加和，得到总交换电功率；分别计算所述总交换热功率和所述总交换电功率与所述微能源网的个数的比值，得到平均交换热功率和平均交换电功率；将所述平均交换热功率和所述平均交换电功率作为所述优化结果。第二，本专利技术实施例提供了一种多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化装置，包括：包括：第一获取模块，用于获取多微能源网的综合能源系统的组成结构和各所述微能源网中的热电能流的能量流动规则；第二获取模块，用于依据所述组成结构获取各所述微能源网中的热电联产装置的燃料成本数据、依据所述能量流动规则获取热电功率平衡约束条件和获取用户的用能效用；建立模块，用于利用各所述微能源网中的所述燃料成本数据、所述用户的用能效用和所述热电功率平衡约束条件确定各所述微能源网的总体运行成本函数；求解模块，用于采用ADMM算法对各所述总体运行成本函数进行分布式求解，得到所述多微能源网的综合能源系统的优化结果。优选的，所述求解模块包括：求解单元，用于采用所述ADMM算法对所述优化模型进行分布式求解，得到各所述微能源网中用户的交换热功率和交换电功率；第一求和单元，用于将各所述微能源网中的各交换热功率进行加和，得到总交换热功率；第二求和单元，用于将各所述微能源网中的各交换电功率进行加和，得到总交换电功率；计算单元，用于分别计算所述总交换热功率和所述总交换电功率与所述微能源网的个数的比值，得到平均交换热功率和平均交换电功率，将所述平均交换热功率和所述平均交换电功率作为所述优化结果。第三，本专利技术实施例提供了另一种多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化装置，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序以实现以上任一种提到的多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化方法的步骤。可见，本专利技术实施例公开的一种多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化方法，在确定多微能源网的综合能源系统的组成结构和各微能源网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化方法，其特征在于，包括：获取多微能源网的综合能源系统的组成结构和各所述微能源网中的热电能流的能量流动规则；依据所述组成结构获取各所述微能源网中的热电联产装置的燃料成本数据、依据所述能量流动规则获取热电功率平衡约束条件和获取用户的用能效用；利用各所述微能源网中的所述燃料成本数据、所述用户的用能效用和所述热电功率平衡约束条件确定各所述微能源网的总体运行成本函数；采用ADMM算法对各所述总体运行成本函数进行分布式求解，得到所述多微能源网的综合能源系统的优化结果。

【技术特征摘要】
1.一种多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化方法，其特征在于，包括：获取多微能源网的综合能源系统的组成结构和各所述微能源网中的热电能流的能量流动规则；依据所述组成结构获取各所述微能源网中的热电联产装置的燃料成本数据、依据所述能量流动规则获取热电功率平衡约束条件和获取用户的用能效用；利用各所述微能源网中的所述燃料成本数据、所述用户的用能效用和所述热电功率平衡约束条件确定各所述微能源网的总体运行成本函数；采用ADMM算法对各所述总体运行成本函数进行分布式求解，得到所述多微能源网的综合能源系统的优化结果。2.根据权利要求1所述的多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化方法，其特征在于，所述多微能源网的综合能源系统的组成结构具体包括：各所述微能源网中的热电联产装置、热储能装置、用户以及各所述微能源网中的热电联产装置与用户和热储能装置组成的微能源网之间组成的微能源网群。3.根据权利要求2所述的多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化方法，其特征在于，各所述微能源网中的热电能流的能量流动规则具体包括：当各所述微能源网中的用户的用户侧分布有光伏发电装置，且存在光伏发电装置的输出功率不能满足与所述光伏发电装置对应的用户的用电需求时，由与所述光伏发电装置对应的热电联产装置为所述用户供电且与其他微能源网进行电能共享；各所述微能源网中的用户的热能需求由各所述微能源网中的热储能装置提供和共享除自身的微能源网外的其他微能源网的热能；各所述微能源网中的用户均通过能量管理系统进行电能共享和热能共享。4.根据权利要求1所述的多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化方法，其特征在于，所述热电联产装置具体为热电联产微燃机组，对应的，所述依据所述组成结构获取各所述微能源网中的热电联产装置的燃料成本数据具体采用下式表示：其中，Cchp为所述热电联产微燃机组的燃料成本数据，pCH4为燃料的价值数据，Pechp为所述热电联产微燃机组的发电功率，ηchp为所述热电联产微燃机组的发电效率，LHVNG为所述热电联产微燃机组的燃料低热值。5.根据权利要求4所述的多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化方法，所述获取用户的用能效用具体采用下式表示：un＝αnLn(1+xn+hn)其中，un为所述用户的用能效用，αn为用能效用参数，xn为所述用户的用电量，hn为所述用户的用热量；对应的，所述热电功率平衡约束条件具体采用下式表示：β(Pechp-xn+Ppv)＝Pinβ(Phchp-hn+Htes)＝Hin其中，Pechp为所述热电联产微燃机组的产电功率，Phchp为所述储能装置的供热功率，Pin为各所述微能源网之间的交换电功率，Hin为各所述微能源网之间的交换热功率，Htes为所述储能装置的储热放热功率，Ppv为光伏出力。6.根据权利要求1-5任一项所述的多微能源网的综合能源系统热电能流分布式优化方法，其特征在于，所述利用各所述微能源网中的所述燃料成本数据、所述用户的用能效用和所述热电功率平衡约束条件确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁智勇，郭祚刚，雷金勇，陈柔伊，李鹏，马溪原，喻磊，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44