一种综合能源系统协同控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种综合能源系统协同控制方法及系统，所述方法包括：获取待控日期前的综合能源系统中各能源子系统的运行信息；基于所述综合能源系统中各能源子系统的运行信息确定所述各能源子系统对应的最优的拉格朗日乘子；根据所述最优的拉格朗日乘子确定待控日期对应的各能源子系统的最优投标量；基于所述各能源子系统的最优投标量对所述待控日期的综合能源系统中的各子系统进行协同控制。本发明专利技术提供的技术方案，实现了异质能源之间的转化，保证了各能源子系统之间信息对称，提高了系统均衡的收敛速度。均衡的收敛速度。均衡的收敛速度。

【技术实现步骤摘要】
一种综合能源系统协同控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及系统的协同控制
，具体涉及一种综合能源系统协同控制方法及系统。

技术介绍

[0002]随着能源系统的逐步发展和开放，完善的系统机制可以发挥综合能源资源优化配置的潜力从而实现更大范围的资源共享利用。因此在推动综合能源技术发展的同时，迫切需要加快综合能源系统的建设。现有研究大多关注于集中式综合能源系统的建设，但集中式的系统模式将带来巨大的成本，而基于多系统均衡的综合能源系统体系可以避免颠覆式的系统改革，减少系统成本，各能源系统自决策、自优化，调度机构只负责各能源系统之间的协调，通过迭代最终实现均衡趋优。
[0003]然而目前各国能源系统由于无法得知关键信息将难以决策系统成员如何在能源系统之间进行套利，此外，由于不同能源行业存在着天然的行业壁垒，各能源系统之间存在严重的信息不对称问题，系统均衡的效率无法保证。为减少信息不对称，提高系统均衡的收敛速度，需要对综合能源系统协同控制技术与装置进行优化。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种综合能源系统协同控制方法及系统，以至少解决相关技术中各能源系统之间信息不对称问题，系统均衡的收敛速度低的技术问题。
[0005]本申请第一方面实施例提出一种综合能源系统协同控制方法，包括：
[0006]获取待控日期前的综合能源系统中各能源子系统的运行信息；
[0007]基于所述综合能源系统中各能源子系统的运行信息确定所述各能源子系统对应的最优的拉格朗日乘子；
[0008]根据所述最优的拉格朗日乘子确定待控日期对应的各能源子系统的最优投标量；
[0009]基于所述各能源子系统的最优投标量对所述待控日期的综合能源系统中的各子系统进行协同控制。
[0010]本申请第二方面实施例提出一种综合能源系统协同控制系统，所述系统包括：
[0011]获取模块，用于获取待控日期前的综合能源系统中各能源子系统的运行信息；
[0012]优化模块，用于基于所述综合能源系统中各能源子系统的运行信息确定所述各能源子系统对应的最优的拉格朗日乘子；
[0013]确定模块，用于根据所述最优的拉格朗日乘子确定待控日期对应的各能源子系统的最优投标量；
[0014]控制模块，用于基于所述各能源子系统的最优投标量对所述待控日期的综合能源系统中的各子系统进行协同控制。
[0015]本申请第三方面实施例提出一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现如本申请第一方
面的预测方法。
[0016]本申请第四方面实施例提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如本申请第一方面的预测方法。
[0017]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
[0018]本专利技术提供的一种综合能源系统协同控制方法及系统，所述方法包括：获取待控日期前的综合能源系统中各能源子系统的运行信息，基于所述综合能源系统中各能源子系统的运行信息确定所述各能源子系统对应的最优的拉格朗日乘子，根据所述最优的拉格朗日乘子确定待控日期对应的各能源子系统的最优投标量，基于所述各能源子系统的最优投标量对所述待控日期的综合能源系统中的各子系统进行协同控制。实现了异质能源之间的转化，保证了各能源子系统之间信息对称，提高了系统均衡的收敛速度。
[0019]本申请附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0020]本申请上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0021]图1是根据本申请一个实施例提供的一种综合能源系统协同控制方法的流程图；
[0022]图2是根据本申请一个实施例提供的一种综合能源系统协同控制方法的具体流程图；
[0023]图3是根据本申请一个实施例提供的一种综合能源系统协同控制系统的结构图。
具体实施方式
[0024]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0025]本申请提出的一种综合能源系统协同控制方法及系统，所述方法包括：获取待控日期前的综合能源系统中各能源子系统的运行信息，基于所述综合能源系统中各能源子系统的运行信息确定所述各能源子系统对应的最优的拉格朗日乘子，根据所述最优的拉格朗日乘子确定待控日期对应的各能源子系统的最优投标量，基于所述各能源子系统的最优投标量对所述待控日期的综合能源系统中的各子系统进行协同控制。实现了异质能源之间的转化，保证了各能源子系统之间信息对称，提高了系统均衡的收敛速度。
[0026]实施例1
[0027]图1为本公开实施例提供的一种综合能源系统协同控制方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：
[0028]步骤1：获取待控日期前的综合能源系统中各能源子系统的运行信息；
[0029]需要说明的是，将所述运行信息上报至综合能源调度机构；
[0030]在本公开的实施例中，所述能源子系统包括：电力子系统、天然气子系统和热力子系统；
[0031]其中，各子系统可以自决策，自优化并与调度机构协调。
[0032]其中，所述运行信息包括：综合能源系统中各能源子系统的能源转化量和所述综合能源系统的运行成本，具体包括日前系统电价生成曲线，负荷曲线。
[0033]步骤2：基于所述综合能源系统中各能源子系统的运行信息确定所述各能源子系统对应的最优的拉格朗日乘子；
[0034]在本公开实施例中，所述基于所述综合能源系统中各能源子系统的运行信息确定所述各能源子系统对应的最优的拉格朗日乘子，包括：
[0035]将所述综合能源系统中各能源子系统的运行信息输入预先建立的基于拉格朗日乘子优化的综合能源系统双层优化模型中，对所述模型进行求解，得到所述各能源子系统对应的最优的拉格朗日乘子；
[0036]其中，为所述双层优化模型的目标函数构建约束条件，综合各能源系统之间耦合约束以及各能源子系统的内部约束，建立由目标函数和约束条件组成的基于拉格朗日乘子优化的综合能源系统双层优化模型。
[0037]需要说明的，所述基于拉格朗日乘子优化的综合能源系统双层优化模型的建立包括：
[0038]基于综合能源系统中各能源子系统的能源转化量和所述综合能源系统的运行成本，构建所述双层优化模型的上层目标函数和下层目标函数，其中所述上层目标函数包括：以综合能源系统最小运行成本为目标建立综合能源系统最小运行成本目标函数，下层目标函数包括：以各能源子系统的购能成本最小为目标建立各能源子系统的最小购能成本目标函数；
[0039]为所述模型的双层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综合能源系统协同控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取待控日期前的综合能源系统中各能源子系统的运行信息；基于所述综合能源系统中各能源子系统的运行信息确定所述各能源子系统对应的最优的拉格朗日乘子；根据所述最优的拉格朗日乘子确定待控日期对应的各能源子系统的最优投标量；基于所述各能源子系统的最优投标量对所述待控日期的综合能源系统中的各子系统进行协同控制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述综合能源系统中各能源子系统的运行信息确定所述各能源子系统对应的最优的拉格朗日乘子，包括：将所述综合能源系统中各能源子系统的运行信息输入预先建立的基于拉格朗日乘子优化的综合能源系统双层优化模型中，对所述模型进行求解，得到所述各能源子系统对应的最优的拉格朗日乘子；其中，所述运行信息包括：综合能源系统中各能源子系统的能源转化量和所述综合能源系统的运行成本；所述能源子系统包括：电力子系统、天然气子系统和热力子系统。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于拉格朗日乘子优化的综合能源系统双层优化模型的建立包括：基于综合能源系统中各能源子系统的能源转化量和所述综合能源系统的运行成本，构建所述双层优化模型的上层目标函数和下层目标函数，其中所述上层目标函数包括：以综合能源系统最小运行成本为目标建立综合能源系统最小运行成本目标函数，下层目标函数包括：以各能源子系统的购能成本最小为目标建立各能源子系统的最小购能成本目标函数；为所述模型的双层优化模型的目标函数构建约束条件：综合能源系统的耦合约束、电力子系统的节点功率平衡约束、电力子系统的发电机容量约束、电力子系统的线路潮流约束、电力子系统的相角约束、天然气子系统的天然气井产气量约束、天然气子系统的天然气管网约束、天然气子系统的压强约束、天然气子系统的节点气体流量平衡约束、热力子系统的锅炉产热约束、热力子系统的节点热功率平衡约束、热力子系统的管道温降约束和热力子系统的混合温度约束。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述综合能源系统最小运行成本目标函数的计算式如下所示：式中，f
上
为综合能源系统最小运行成本，c
E
(k)为第k次迭代时电力子系统的成本，c
F
(k)为第k次迭代时热力子系统的成本，c
H
(k)为第k次迭代时天然气子系统的成本，λ为拉格朗日乘子；所述各能源子系统的最小购能成本目标函数的计算式如下所示：
式中，c
E
为电力子系统的成本，c
F
为热力子系统的成本，c
H
为天然气子系统的成本，x1,x2,x3为综合能源系统中电、气、热的优化变量，Y
E
(x1,x2,x3)为电力能源的耦合约束，Y
F
(x1,x2,x3)为天然气能源的耦合约束，Y
H
(x1,x2,x3)为热力能源的耦合约束，f
E
(x1)为优化变量x1下电力子系统的成本，f
F
(x2)为优化变量x2下热力子系统的成本，f
H
(x3)为优化变量x3下天然气子系统的成本。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述综合能源系统的耦合约束的计算式如下所示：k[x1(k+1),x2(k+1),x3(k+1)]＝0式中，x1(k+1)为第k+1次迭代综合能源系统中电力能源的值，x2(k+1)为第k+1次迭代综合能源系统中天然气能源的值，x3(k+1)为第k+1次迭代综合能源系统中热力能源的值，其中，x(k+1)＝x(k)+dx(k+1)，x＝(x1,x2,x3)
T
为优化变量；所述电力子系统的节点功率平衡约束的计算式如下所示：式中，为t时刻与节点m连接的第i个发电机的发电量，为t时刻与节点m连接的燃气轮机发电量，为t时刻与节点m连接的电转气用电量，为t时刻与节点m连接的热泵用电量，为t时刻线路mn的潮流，为t时刻节点m处的负荷，Φ
1m
为与节点m连接的发电机或线路的集合；所述电力子系统的发电机容量约束的计算式如下所示：式中，为第i个发电机的发电量下限，为第i个发电机的发电量上限；所述电力子系统的线路潮流约束的计算式如下所示：所述电力子系统的线路潮流约束的计算式如下所示：式中，为t时刻线路mn的潮流，B
mn
为线路mn电导，θ
m,t
为t时刻节点m的相角，为线路mn潮流上限，为线路mn潮流下限；所述电力子系统的相角约束的计算式如下所示：式中，θ为相角的下限，为相角的上限；所述天然气子系统的天然气井产气量约束的计算式如下所示：
式中，为第r个天然气井产气量的下限，为t时刻第r个天然气井产气量，为第r个天然气井产气量的上限；所述天然气子系统的天然气管网约束的计算式如下所示：所述天然气子系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈振宇，王剑晓，陆婋泉，陈为佳，安麒，李庚银，周明，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：