【技术实现步骤摘要】
区域能源互联网分布式鲁棒经济调度方法及装置
[0001]本文件涉及计算机
，尤其涉及一种区域能源互联网分布式鲁棒经济调度方法及装置。
技术介绍
[0002]受环境和能源危机的影响，大力发展风、光等可再生能源利用技术，加快能源转型发展已经成为世界各国的普遍共识。采用电热两种能源协调发展的城市电
‑
热区域能源互联网为缓和资源与环境的冲突提供了良好的支持。基于市电
‑
热区域能源互联网的一体化设计与优化，建立两种能源系统间的互补耦合机制，一方面可以实现不同品类能源间的梯级利用，提升能源综合利用率，例如大型热电联产机组。另一方面还能利用城市供电、供热系统运行特性差异，以及多能负荷的峰谷交替特性，实现各能源系统之间优势互补、互为备用，有效提升可再生能源的利用水平。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于提供一种区域能源互联网分布式鲁棒经济调度方法及装置，旨在解决现有技术中的上述问题。
[0004]本专利技术提供一种区域能源互联网分布式鲁棒经济调度方法，包括：
[0005]步骤1，根据选定的城市电热区域能源互联网，输入系统参数，并根据用户需求，设置风机出力的正态分布相关参数，分布式鲁棒优化理论所需要的概率分布置信度要求、依据正态分布生成的随机风机出力数量、不确定场景数量，列与约束生成算法的收敛精度；
[0006]步骤2，根据系统参数中的风机出力曲线、正态分布相关参数、随机风机出力数量、以及不确定场景数，依据K
‑
means聚...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种区域能源互联网分布式鲁棒经济调度方法，其特征在于，包括：步骤1，根据选定的城市电热区域能源互联网，输入系统参数，并根据用户需求，设置风机出力的正态分布相关参数，分布式鲁棒优化理论所需要的概率分布置信度要求、依据正态分布生成的随机风机出力数量、不确定场景数量，列与约束生成算法的收敛精度；步骤2，根据系统参数中的风机出力曲线、正态分布相关参数、随机风机出力数量、以及不确定场景数，依据K
‑
means聚类方法，生成各种不确定场景的风机出力曲线和经验概率分布步骤3，建立分布式蓄热装置模型，并基于所述分布式蓄热装置模型建立基于分布式鲁棒优化的电热区域能源互联网优化调度的两阶段优化调度模型，设置上界UB为+∞，下界LB为
‑
∞，列与约束生成算法的迭代次数k为1，记主问题和子问题的最优函数值分别为MP
*
和SP
*
，其中，，其中，为主问题最优时E
m
的值，MP的最优决策变量为x
*
；SP的最恶劣概率分布为步骤4，求解主问题，获得最优决策结果x
*
和最优函数值MP
*
，并更新下界LB＝max{LB,MP
*
}；步骤5，固定x
*
，求解概率分布并更新上界步骤6，若UB
‑
LB小于列与约束生成算法的收敛精度，停止迭代，返回最优解x
*
；否则，更新主问题的概率分布，并在主问题中定义新的变量y
s
和与其相关的约束，k＝k+1，返回步4。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统参数具体包括以下至少之一：线路参数；负荷水平；网络拓扑连接关系；系统节点电压安全范围和支路电流限制；风机、分布式蓄热装置、热电联产机组、火力发电机组的接入位置和容量；负荷曲线；风机出力曲线；火力发电机组的爬坡率限制和最大输出功率；热电联产机组的可行域；各机组的运行成本；热网传热截止和分布式蓄热装置蓄热介质的比热容；蓄水箱的高温层和低温层温度；换热站的传热容量；水蓄热和相变蓄热的热阻系数；相变蓄热的电转热效率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分布式蓄热装置模型具体包括：水蓄热装置模型和相变蓄热装置；所述建立分布式蓄热装置模型具体包括：根据公式1和公式2确定水蓄热装置的蓄热功率：根据公式1和公式2确定水蓄热装置的蓄热功率：其中，为t时刻第i个水蓄热装置的蓄热功率，为t时刻第i换热站节点供水温度，为第i个水蓄热装置的平均温度，分别为t时刻第i个水蓄热装置的热阻系数和换热器容量，为t时刻第i个水蓄热装置的热网介质质流量，c
f
为水比热容；根据公式3和公式4计算水蓄热装置的放热功率：
其中，表示在t时刻在第i个节点的水蓄热装置放热功率，表示在t时刻在第i个节点的换热站节点回水温度，表示在t时刻在第i个节点的水蓄热装置放热阶段的热阻系数，为配置在第i个节点的水蓄热装置放热所用的换热器传热容量，表示二级热网在t时刻在第i个节点的换热介质的质流量；根据公式5和公式6确定水蓄热装置的运行约束条件：根据公式5和公式6确定水蓄热装置的运行约束条件：其中，分别为第i个水蓄热装置的最大蓄热容量和蓄热罐容积，分别为第i个水蓄热装置高温层、低温层的温度，ρ为水的密度，分别为第i个水蓄热装置高温层、低温层的温度，ρ为水的密度，表示在t+1、t时刻配置在第i个节点的水蓄热装置实际蓄热量，Δt为单位时间间隔；根据公式7、公式8以及公式9计算变蓄热装置的蓄热功率和放热功率和放热功率和放热功率和放热功率其中，为时刻t在第i个相变蓄热装置的电加热功率，为t在第i个相变蓄热装置放热阶段热阻系数和换热器容量，为t在第i个相变蓄热装置内部循环介质的质流量，分别为第i个相变蓄热装置的电转热效率和内循环介质比热容；根据公式10和公式11确定相变蓄热装置的运行约束条件：根据公式10和公式11确定相变蓄热装置的运行约束条件：其中，分别为第i个相变蓄热装置的最大蓄热容量、蓄热箱容积，
为第i个相变蓄热装置的蓄热介质密度，为第i个相变蓄热装置的蓄热介质相变潜热，表示在t+1、t时刻在第i个节点的相变蓄热装置的实际蓄热量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述分布式蓄热装置模型建立基于分布式鲁棒优化的电热区域能源互联网优化调度的两阶段优化调度模型具体包括：通过调节电网设备的出力来应对风电出力不确定性带来的影响，第一阶段在不计及风电出力不确定性即预测场景的前提下，综合考虑热电联产机组运行成本、分布式蓄热装置运维成本，以系统运行成本最小为优化目标；第二阶段根据各不确定场景下的风电机组出力变化，考虑运行安全，以火力发电机组发电成本和弃风惩罚成本最小为优化目标，基于分布式蓄热装置运行约束、发电供能设备运行约束、电力网络运行约束、热力网络运行约束、换热站运行约束、安全性约束以及可再生能源出力的置信度集约束，建立具体如公式12
‑
16所示的两阶段优化调度模型：所示的两阶段优化调度模型：所示的两阶段优化调度模型：所示的两阶段优化调度模型：所示的两阶段优化调度模型：式中，分别为t时刻系统的热电联产机组运行成本、分布式蓄热装置的运行维护成本，pr
s,t
为t时刻不确定场景s的概率，分别为t时刻系统的火力发电机组运行成本、弃风惩罚成本，Ω
t
和Ω
Sce
分别是所有时刻、所有不确定场景的集合，x
t
包括t时刻第i台热电联产机组在k点的组合系数α
k,i,t
、分布式蓄热装置的电功率和热功率y
s,t
包括t时刻场景s下，第i台火力发电机组的燃料消耗第i台风电机组的弃风功率第i台风电机组的弃风功率为第i台火力发电机组在角点k的运行成本，表示第i台火力发电装置的单位电功率运行维护成本，表示第i台分布式蓄热装置的单位热功率运行维护成本，表示第i台火力发电机组单位燃料消耗成本，表示第i台风力发电机组单位弃风惩罚成本。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发电供能设备运行约束具体包括：热电联产机组约束：采用如公式17
‑
20所示的运行区域内的任何运行点可用多边形运行区域的角点坐标组合来表示：
其中，为t时刻第i台热电联产机组的电出力和热出力，为t时刻第i台热电联产机组的电出力和热出力，为第i台热电联产机组在角点k的电出力和热出力，为第i台热电联产机组的角点集合，为第i台热电联产机组的最大爬坡功率。火电发电机组约束：根据公式21
‑
23表示火力发电机组的运行成本和运行约束：23表示火力发电机组的运行成本和运行约束：23表示火力发电机组的运行成本和运行约束：其中，为t时刻第i台火力发电机组燃料消耗，为t时刻第i台火力发电机组的电出力，为第i台火力发电机组的燃料消耗系数，为第i台火力发电机组的最小与最大出力，为第i台火力发电机组的最大爬坡功率；风力发电机组约束：根据公式24
‑
26表示风力发电机组出力与风速的关系以及运行约束：束：束：其中，分别为第i台风力发电机组的切入风速、额定风速和切出风速，v
i,t
为t时刻第i台风力发电机组的预测风速，为第i台风力发电机组的额定功率，为t时刻第i台风力发电机组的实际出力和预测出力，为t时刻第i台风力发电机组的弃风功率；电力网络运行约束：采用如公式27和公式28所示的经典潮流方程线性化解耦后的电力潮流平衡方程表示：
其中，P
i
、Q
i
为第i个节点的注入有功、无功功率，U
i
为第i个节点的电压幅值，θ
ij
为支路两端节点i与j的相角差，G
ij
、B
ij
分别表示节点导纳矩阵的电导和电纳，为与节点i相连的节点集合；热力网络运行约束具体包括：根据公式29和公式30确定供水和回水网络中各节点的温度：根据公式29和公式30确定供水和回水网络中各节点的温度：其中，为t时刻第i个换热站节点供水温度，为t
‑
γ
l
时刻第j个热源节点供水温度，ξ
l
为路径l的损耗和分配系数，γ
l
为路径l的总延时，为换热站节点集合，Ω
HSS
为热源节点集合，Ω
j
→
i
为节点j到i的路径集合，Ω
l,pipe
为路径l所含管道集合，T
a
为环境温度，表示在t时刻在第j个换热站节点回水温度，表示在t
‑
γ
l
时刻在第i个节点的等效混合回水温度，Ω
i
→
j
表示从节点i到j的路径集合；换热站运行约束具体包括：根据公式31计算一级热网侧的换热站回水温度根据公式31计算一级热网侧的换热站回水温度其中，为t时刻第i个换热站的供暖负荷；二级热网中，换热站供回水温度、与热负荷应满足公式32和公式33：热站供回水温度、与热负荷应满足公式32和公式33：其中，为t时刻第i个换热站二级热网供、回水温度，T
n
为室内采暖设计温度，为第i个换热站二级热网供、回水设计温度，b为用户采暖系统的散热系数；根据公式34
‑
公式39计算安全性约束：U
j,lower
≤U
j,t
≤U
j,upper
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式34；|θ
j,t
|≤θ
j,max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式35；公式35；公式35；
其中，U
j,upper
、U
j,lower
表示电力节点j的电压下限值和上限值，θ
j,max
表示电力节点j的相角最大偏移量，T
s,upper
、T
s,lower
表示一级热网的供水温度下限值和上限值，T
r,upper
、T
r,lower
表示一级热网的回水温度下限值和上限值；可再生能源出力的置信度集约束具体包括：记基于L1范数和L∞范数的pr
s,t
的置信度集如公式40所示，在给定的M个历史数据和N
Sce
个离散场景条件下，L1范数和L∞范数下的收敛速度分别如公式41和公式42所示：速度分别如公式41和公式42所示：速度分别如公式41和公式42所示：其中，θ1和θ
∞
分别是L1范数和L∞范数下的距离容忍水平；假定置信度水平为γ，即令公式39和公式40右半部分分别为γ1和γ∞，θ1和θ
∞
的值分别如公式43和公式44所示，随着历史数据量M增大至正无穷，θ1和θ
∞
均将减小为0：均将减小为0：6.一种区域能源互联网分布式鲁棒经...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴潇雨，孔维政，代红才，张宁，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。