一种考虑网络成本的综合能源系统多主体调控方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种考虑网络成本的综合能源系统多主体调控方法及装置，属于综合能源系统技术领域，首先构建考虑电热耦合的综合能量成本模型和综合网络成本模型，并考虑光伏出力的不确定性，基于条件风险价值理论，构建基于条件风险价值的产消者能量管理优化模型，然后构建综合能源系统中产消者之间的非合作博弈模型及博弈互动机制，最后依照非合作博弈模型及博弈互动机制，采用基于差分进化的对角化算法对基于条件风险价值的产消者能量管理优化模型进行求解，获得每个产消者的非合作博弈的最优均衡策略。本发明专利技术在电热联合的综合能源系统中考虑网络成本与光伏不确定性，实现了综合能源系统整体的最优能量调控。源系统整体的最优能量调控。源系统整体的最优能量调控。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑网络成本的综合能源系统多主体调控方法及装置


[0001]本专利技术涉及综合能源系统
，特别是涉及一种考虑网络成本的综合能源系统多主体调控方法及装置。

技术介绍

[0002]随着化石能源枯竭、环境污染问题日益突出，如何协调社会经济用能需求和环境友好成为人们关注的焦点。提高对多种类型能源的综合利用效率、实现能量梯级利用、降低污染物的排放已成为我国构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系需要解决的关键问题。
[0003]综合能源系统(integrated energy system，IES)作为新一代能源系统的重要组成，整合了供电、供热、供气及电气化交通等多种能源系统，集成了多种形式的供能、能量转换和储能设备，在源、网、荷等不同环节实现了不同类型能源的耦合，实现多种异质能源子系统之间的协调规划、优化运行、协同管理、交互响应和互补互济。综合能源在满足系统内多元化用能需求的同时，有效地提升能源利用效率，实现按质用能，能源梯级利用。
[0004]首先，综合能源系统中多种能源互相耦合，厘清多种能源之间的耦合关系，对多种能源进行联合优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑网络成本的综合能源系统多主体调控方法，其特征在于，所述方法包括：构建考虑电热耦合的综合能量成本模型；利用长期增量成本定价方法建立综合网络成本模型；根据综合能量成本模型和综合网络成本模型，考虑光伏出力的不确定性，并基于条件风险价值理论，构建基于条件风险价值的产消者能量管理优化模型；构建综合能源系统中产消者之间的非合作博弈模型及博弈互动机制；所述博弈互动机制为综合能源运营商对每一位产消者依次进行寻优迭代直至每一位产消者的策略收敛；根据待调控的综合能源系统的基础参数，依照基于条件风险价值的产消者能量管理优化模型及博弈互动机制，采用基于差分进化的对角化算法对非合作博弈模型进行求解，获得每个产消者的非合作博弈的最优均衡策略；所述最优均衡策略为使每个产消者在一天内用能成本最小的电力负荷和热力负荷。2.根据权利要求1所述的考虑网络成本的综合能源系统多主体调控方法，其特征在于，所述构建考虑电热耦合的综合能量成本模型，具体包括：建立综合能源运营商平衡系统内负荷需求时总成本的二次函数为式中，为总成本，a0～a5分别为第一至第五成本系数，E
t
和H
t
分别为t时刻综合能源运营商供给的电力功率总量和热力功率总量；根据所述总成本的二次函数，确定每个时刻综合能源运营商根据边际成本对产消者制定的电力价格和热力价格分别为和式中，为t时刻的电力价格，为t时刻的热力价格，κ、γ、μ分别为第一、第二、第三能源价格参数，κ＝2a3、γ＝2a4、μ＝a5；根据综合能源系统中产消者的可调控负荷，确定每个产消者在每个时刻的电力负荷和热力负荷；基于光伏发电设备均在最大功率点跟踪的控制下运行原则，确定每个产消者在每个时刻的实际光伏出力；根据所述电力价格、所述热力价格、每个产消者在每个时刻的电力负荷、热力负荷以及实际光伏出力，确定考虑电热耦合的综合能量成本模型为式中，C
i
为产消者i一天的综合能量成本，为产消者i在t时刻的电力负荷，为产消者i在t时刻的实际光伏出力，R
t
为实际光伏出力总量，为产消者i在t+τ
di
时刻消耗的热力功率，τ
di
为产消者i的热力负荷距离热源的时间延迟，T表示一天。3.根据权利要求2所述的考虑网络成本的综合能源系统多主体调控方法，其特征在于，所述利用长期增量成本定价方法建立综合网络成本模型，具体包括：利用公式D
l
＝max(P
l1
,...,P
lT
)，确定能源管网流过的峰值功率；所述能源管网为电力
管网或热力管网，当所述能源管网为电力管网时，D
l
表示能源管网l流过的峰值电力功率，P
l1
、P
lT
分别表示1、T时刻的电力功率；当所述能源管网为热力管网时，D
l
表示能源管网l流过的峰值热力功率，P
l1
、P
lT
分别表示1、T时刻的热力功率；根据能源管网流过的峰值功率，确定能源管网进行投资扩建所需的投资费用折现到当前的价值为式中，n
l
为能源管网l截止到需要投资扩建时的使用年限，C
l
为能源管网l的输送容量，r为规划中管网的负荷容量年增长率，PV
l
为n
l
年后能源管网l的投资费用折现到当前的价值，A
l
为n
l
年后能源管网扩建需要的投资费用，d为资金折现率；根据能源管网流过的峰值功率，确定能源管网负荷发生变化后进行投资扩建所需的投资费用折现到当前的价值为式中，为能源管网l负荷发生变化后截止到需要投资扩建时的使用年限，ΔP
l
为能源管网l发生变化的负荷，PV
lnew
为年后能源管网l的投资费用折现到当前的价值；根据能源管网负荷发生变化前、后进行投资扩建所需的投资费用折现到当前的价值，利用公式IC
l
＝δΔPV
l
＝δ(PV
lnew
‑
PV
l
)，确定能源管网应收取的增量网络费用；式中，IC
l
为能源管网l应收取的增量网络费用，δ为时间系数；根据能源管网应收取的增量网络费用，确定综合网络成本模型为式中，LRIC
i
为产消者i一天需要支付的网络成本，LRIC
e,i
、LRIC
h,i
分别为产消者i的电力网络成本、热力网络成本，IC
el
、IC
hl
分别为能源管网l应收取的增量电力、热力网络费用，分别为节点n的电力、热力变化功率。4.根据权利要求3所述的考虑网络成本的综合能源系统多主体调控方法，其特征在于，所述根据综合能量成本模型和综合网络成本模型，考虑光伏出力的不确定性，并基于条件风险价值理论，构建基于条件风险价值的产消者能量管理优化模型，具体包括：根据综合能量成本模型和综合网络成本模型，确定每个产消者一天的用能成本模型为U
i
＝C
i
+LRIC
i
；式中，U
i
为产消者i一天的用能成本；考虑光伏出力预测的误差，将每个产消者一天的用能成本模型转化为由策略变量和光伏出力集合表示的用能成本模型U
i
(θ
i
,R)；其中，θ
i
为一天内产消者i的策略向量，θ
i
＝[θ
i1
,...,θ
iT
]，]，分别为1、t、T时刻产消者i的策略集合，为产消者i在t时刻的电力负荷和热力负荷，R为所有产消者考虑了光伏出力预测的误差的光伏出力集合，R＝[R1,...,R
N
]，R1、R
N
分别为产消者1、N考虑了光伏出力预测的误差的光伏出力，为产消者i在t时段的光伏出力的实际值，为t时段产消者i的光伏出力的预测值，为产消者i的光伏出力的预测偏差量，为偏差系数，服从方差特定的正态分布；
根据由策略变量和光伏出力集合表示的用能成本模型，基于条件风险价值理论，利用蒙特卡洛法构建基于条件风险价值的产消者能量管理优化模型为约束条件为其中，为产消者i的用能成本条件风险值，α为风险价值，β为置信度，K为用蒙特卡洛法对光伏的预测误差进行抽样的次数，法对光伏的预测误差进行抽样的次数，分别为产消者i在t时刻的固定电力负荷、固定热力负荷，N为产消者数量，和分别为产消者i在t时刻的初始电力负荷和热力负荷，和分别表示产消者i在t时刻的初始可平移电力负荷和可平移热力负荷，α
e
、α
h
分别为电力系数和热力系数，P
pq
为节点p与节点q之间线路上传输的有功功率，为节点p与节点q之间线路的最大容量，为考虑时间延迟τ
bl
后的热力管网hl流过的热功率，为热力管网hl的容量上限，K
′
为热力管网数量。5.根据权利要求4所述的考虑网络成本的综合能源系统多主体调控方法，其特征在于，所述非合作博弈模型为：博弈主体：综合能源系统中的所有产消者的集合N；策略：产消者i的所有可行策略组成的策略空间记为Θ
i
，记所有产消者的策略向量组成的集合为θ＝(θ
i
,i∈N)，记除去产消者i之外的所有产消者的策略向量组成的集合为θ
‑
i
＝(θ
j
,j N,j i)；其中，θ
i
表示产消者i的策略向量，j表示产消者i之外的第j位产消者；收益：产消者i在非合作博弈中的收益为π
i
(θ
i
,θ
‑
i
)＝
‑
U
i
；纳什均衡需要满足的关系式为其中，为产消者i的均衡策略，为产消者i之外的所有产消者的均衡策略；当产消者i之外的所有产消者均采用均衡策略时，产消者i的均衡策略的优化问题求解公式为6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：延肖何，李睿智，刘念，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：