一种多能源网络的低碳优化调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种多能源网络的低碳优化调度方法及系统。该方法包括：采用支路潮流模型描述多能源网络中的电网的潮流分布；采用水力热力耦合模型描述多能源网络中的区域供热网络的潮流分布；确定多能源网络的低碳调度模型；所述低碳调度模型中包括运行成本最低的第一目标函数和碳排量最低的第二目标函数，约束条件为所述电网的潮流分布和所述区域供热网络的潮流分布；确定所述低碳调度模型中所述第一目标函数和所述第二目标函数的非劣解集合；根据所述非劣解集合，利用纳什协商问题确定最佳权衡解；根据所述最佳权衡解对所述多能源网络进行调度。本发明专利技术的方法及系统供多能源网络运行调度人员使用，优化调度过程考虑成本与碳排双目标，客观快捷。

A low carbon optimal scheduling method and system for multi energy network

The invention discloses a low carbon optimal scheduling method and system for multi energy network. The method includes: using the power flow model to describe the energy in the network power flow distribution; the hydraulic and thermal coupling model of district heating network energy in the network flow distribution; scheduling model of low carbon energy network; including the lowest operating costs of the first objective function and carbon emissions of the lowest second objective function the low carbon scheduling model, constraint conditions for the flow distribution of the grid and the district heating network flow distribution; determine the non inferior low carbon scheduling model of the first objective function and the second objective function of the solution set; according to the set of Pareto solutions, negotiated with Nash the best trade-off solution; according to the optimal trade-off solution for scheduling the energy network. The method and system of the invention are used by the operators of the multi energy network operation, and the optimization scheduling process is objective and fast, considering the cost and the dual target of carbon emission.

【技术实现步骤摘要】
一种多能源网络的低碳优化调度方法及系统
本专利技术涉及多能源网络的运行调控领域，特别是涉及一种多能源网络的低碳优化调度方法及系统。
技术介绍
在当前环境气候挑战不断加剧、节能减排形势日益严峻的背景下，实现能源需求供应的低碳化迫在眉睫。从终端需求来看，热能和电能是最主要的能源需求形式，占终端能源需求的60％以上。一方面，当前终端电能需求主要由区域配电网(PowerDistributionNetwork,PDN)供给，PDN可有效融合主动配电网、微电网等技术，高效接纳分布式可再生能源机组，实现电力供应的清洁化。另一方面，结合热泵、生物质、光热等技术，区域集中式供热系统(DistrictHeatingNetwork，DHN)日渐成为实现热能供应清洁化的主要手段之一。特别地，在能源互联网背景下，随着电气化供热技术的普及与能源网络互联进程的深入，PDN、DHN等能源网络将紧密耦合，形成更具运行灵活性的多能源网络。实现该类多能源网路的节能减排优化调度是发挥其灵活性的必要手段。尽管目前已有涉及区域电网节能减排调度或区域供热管网节能减排优化调度的研究，但对于多能源网路的节能减排优化调度研究还很鲜见。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多能源网络的低碳优化调度方法，其特征在于，所述方法包括：采用支路潮流模型描述所述多能源网络中的电网的潮流分布；采用水力热力耦合模型描述所述多能源网络中的区域供热网络的潮流分布；确定所述多能源网络的低碳调度模型；所述低碳调度模型中包括运行成本最低的第一目标函数和碳排量最低的第二目标函数，约束条件为所述电网的潮流分布和所述区域供热网络的潮流分布；确定所述低碳调度模型中所述第一目标函数和所述第二目标函数的非劣解集合；根据所述非劣解集合，利用纳什协商问题确定最佳权衡解；根据所述最佳权衡解对所述多能源网络进行优化调度。

【技术特征摘要】
1.一种多能源网络的低碳优化调度方法，其特征在于，所述方法包括：采用支路潮流模型描述所述多能源网络中的电网的潮流分布；采用水力热力耦合模型描述所述多能源网络中的区域供热网络的潮流分布；确定所述多能源网络的低碳调度模型；所述低碳调度模型中包括运行成本最低的第一目标函数和碳排量最低的第二目标函数，约束条件为所述电网的潮流分布和所述区域供热网络的潮流分布；确定所述低碳调度模型中所述第一目标函数和所述第二目标函数的非劣解集合；根据所述非劣解集合，利用纳什协商问题确定最佳权衡解；根据所述最佳权衡解对所述多能源网络进行优化调度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用支路潮流模型描述多能源网络中的电网的潮流分布，具体包括：利用模型描述多能源网络中的电网的潮流分布；其中，t表示调度时刻，Pij,t为线路传输有功功率，Qij,t为线路传输无功功率，为节点j的有功负荷需求；为节点j的无功负荷需求；为电源有功功率出力；为电源的无功功率出力；π(j)为节点j的子节点集合；xij为线路电抗，rij为线路电阻，zij为线路阻抗，Uj,t为节点电压幅值的平方；Iij,t为线路电流的平方，上标l表示下界，上标u表示上界。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用水力热力耦合模型描述多能源网络中的区域供热网络的潮流分布，具体包括：利用模型描述多能源网络中的区域供热网络的潮流分布其中，c为载热流体的比热容，分别为供回水管网出口及入口温度，b为管道索引，t为调度时刻索引；分别为供回水管道节点温度，为环境温度；分别为供回水管网载热流体质量流速；λb为管道温度损耗系数，Lb为管道长度；F(i)表示以节点i为首节点的管道集合，T(i)表示以节点i为末节点的管道集合；表示热源供热量，表示热负荷热需求。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述多能源网络的低碳调度模型，具体包括：运行成本：其中，fC为所述多能源网络的运行成本，ai与bi为电网机组i的运行成本系数，为电网机组i的电源有功功率出力；θt为上级电网售电电价；ξj与ωj为热网机组j的运行成本系数；为从上级电网的购电量，满足表示热网机组j的热源供热量；碳排量：其中，fE为所述多能源网络的碳排量，αi，βi分别为电网机组i的碳排系数；ζj与为热网机组j的碳排系数；将运行成本最低确定为第一目标函数；将碳排量最低确定为第二目标函数；将所述第一目标函数、所述第二目标函数及所述约束条件确定为所述多能源网络的低碳调度模型。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述低碳调度模型中所述第一目标函数和所述第二目标函数的非劣解集合，具体包括：利用正交边界交叉法获取均匀分布的帕累托前沿解，获得所述非劣解集合，所述非劣解集合的元素为所述帕累托前沿解。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述非劣解集合，利用纳什协商问题确定最佳权衡解，具体包括：确定纳什协商问题为第三目标函数其中为运行成本最大值，为碳排量最大值，Xp为所述非劣解集合中帕累托前沿解对应的决策变量集合，所述决策变量集合包括各热源出力、电源出力、从电网购电量、电网运行状态变量、热网运行状态变量，所述电网运行状态变量包括节点电压、线路传输有功功率和无功功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅生伟，魏韡，李瑞，刘锋，陈来军，方宇娟，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11