基于云管边协同的区域综合能源系统用控制方法、控制系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于云管边协同的区域综合能源系统用控制方法、控制系统及存储介质，该控制方法将工业企业内部可控负荷引入到区域综合能源系统的互动控制，降低工业负荷的峰谷差，有利于系统运行稳定；基于边缘计算，建立各个综合能源子系统的优化模型，增加综合能源子系统内部的自治性、独立性；在云计算中心建立区域综合能源系统优化运行模型，充分协调区域资源，实现资源充分利用，减少能源浪费；引入收敛严格、级数不受限制的目标级联法，实现能量互济、自主与协调控制，所述控制系统及存储介质是基于上述的控制方法获得。储介质是基于上述的控制方法获得。储介质是基于上述的控制方法获得。

【技术实现步骤摘要】
基于云管边协同的区域综合能源系统用控制方法、控制系统及存储介质


[0001]本专利技术公开涉及综合能源控制的
，尤其涉及一种基于云管边协同的区域综合能源系统用控制方法、控制系统及存储介质。

技术介绍

[0002]目前，区域综合能源系统的源侧有大量分布式电源接入，随着网侧结构逐渐复杂多变，负荷侧可控负荷与系统互动性增强，区域综合能源系统需要可靠的控制方法使其稳定运行。应区域综合能源系统的运行需求，大量的区域综合能源系统控制技术涌现，但是大多数控制方法都是从区域综合能源系统源网侧展开的，负荷侧参与互动控制的研究较少，即使有负荷侧参与，大多是针对民用区域综合能源系统，针对高耗能工业区域综合能源系统的控制方法较少，导致能源分配不均，存在能源浪费，导致工业企业的运行成本高。
[0003]高能耗工业企业负荷量大，运行成本高，资源浪费严重，通过对工业负荷进行控制，引导可控的高耗能工业负荷参与需求响应，可使工业企业内部的柔性负荷参与区域综合能源系统源网互动，形成针对高耗能工业区域综合能源系统的“源
‑
网
‑
荷
‑
储”互动控制方法，有助于电网调峰，有利于综合能源系统的稳定，降低工业企业运行成本。
[0004]因此，如何研发一种从工业企业侧展开的新型的综合能源系统用控制方法，成为人们亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本专利技术提供了一种基于云管边协同的区域综合能源系统用控制方法、控制系统及存储介质，使工业企业内部的柔性负荷参与区域综合能源系统源网互动，已解决以往对于综合能源分配不均，存在能源浪费，导致工业企业的运行成本高的问题。
[0006]一方面，本专利技术提供了一种基于云管边协同的区域综合能源系统用控制方法，在所述区域综合能源系统的下级设置有多个综合能源子系统，所述控制方法包括如下步骤：
[0007]S1：依据各个所述综合能源子系统线路中各智能控制终端监测的运行数据，以各个综合能源子系统总运行成本最小为目标，建立各个综合能源子系统的优化模型，依据各个所述综合能源子系统线路中各智能控制终端监测的运行数据以及区域综合能源系统线路中各智能控制终端监测的运行数据，以区域综合能源系统运行成本最小和电网各节点电压偏差最小为目标，建立区域综合能源系统优化模型；
[0008]S2：在所述综合能源子系统的优化模型和所述区域综合能源系统优化模型中分别引入拉格朗日惩罚函数，使用目标级联法解耦优化所述综合能源子系统的优化模型和所述区域综合能源系统优化模型之间存在的耦合变量，进行所述综合能源子系统的优化模型和所述区域综合能源系统优化模型的优化，直至所述综合能源子系统的优化模型和所述区域综合能源系统优化模型收敛，计算获得综合能源子系统线路上以及区域综合能源系统线路上各个设备单元的工作功率；
[0009]S5：所述综合能源子系统中的智能控制终端和所述区域综合能源系统线路中的智能控制终端依据计算获得的各个设备单元的工作功率，控制对应的设备单元进行工作。
[0010]优选，所述智能控制终端包括：风力发电机控制终端、光伏控制终端、储能控制终端、备用发电机控制终端以及可控负荷控制终端。
[0011]进一步优选，步骤S2中，所述各个综合能源子系统的优化模型具体为：
[0012][0013]其中，T为优化周期；为第m个综合能源子系统内的发电机组数量；P
g,i
为第i台备用发电机组的出力；a
g,i
、b
g,i
、c
g,i
为第i台备用发电机组的成本系数；和分别为综合能源子系统m从上级电网购电和向区域综合能源系统售电的功率；E
buy,t
和E
sell,t
分别为综合能源子系统买电和卖电价格；S
m
为与综合能源子系统m相邻的综合能源子系统集合；P
mk,t
为综合能源子系统m向综合能源子系统k流出的功率；E
MG,t
为t时刻综合能源子系统间功率交易的价格；
[0014]所述综合能源子系统的优化模型对应的约束条件为：
[0015]1)综合能源子系统内部功率平衡约束
[0016][0017]其中，为第m个综合能源子系统内的发电机组数量；P
g,i,t
为第i台备用发电机组t时刻的发电功率；P
wind,m,t
为综合能源子系统m中t时刻的风机出力；P
pv,m,t
为综合能源子系统m中t时刻的光伏发电的出力；P
load,m,t
为综合能源子系统m中t时刻的负荷功率；P
c,m,t
和P
d,m,t
分别为t时刻的储能和充放电功率；P
1DR
表示为第l个工业柔性负荷需求响应功率；
[0018]2)备用发电机出力约束
[0019]P
g,i,min
≤P
g,i,t
≤P
g,i,max
[0020]P
g,i,min
和P
g,i,max
分别为备用发电机组的出力的最小值和最大值；
[0021]3)综合能源子系统储能系统约束
[0022]SOC
min
≤SOC
t
≤SOC
max
[0023]充放电功率的限制：
[0024][0025]此外，储能系统在整个调度周期内，充放电总量应保持平衡：
[0026]SOC
T
＝SOC
O
[0027]其中，SOC
t
为储能系统t时刻的荷电状态值；SOC
min
和SOC
max
分别为储能系统荷电状态的下限和上限；P
c,m,min
和P
c,m,max
分别为储能系统充电功率的最小值和最大值；P
d,m,min
和P
d,m,max
分别为储能系统充电功率的最小值和最大值；和分别为储能系统在t时刻的充、
放电状态，且
[0028]4)与区域综合能源系统交换功率约束
[0029][0030][0031]P
buy,m,max
和P
sell,m,max
分别为综合能源子系统j从区域综合能源系统购电和售电的最大功率；为购售电状态，1为购电，0为售电；
[0032]5)与相邻综合能源子系统交互功率约束
[0033]各综合能源子系统的交换功率受内部容量的限制
[0034]‑
P
out,k,max
≤P
mk,t
≤P
out,m,max
[0035]P
mk,t
为综合能源子系统的交换功率，P
out,m,max
为综合能源子系统m能够对外输出的最大电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于云管边协同的区域综合能源系统用控制方法，其特征在于，在所述区域综合能源系统的下级设置有多个综合能源子系统，所述控制方法包括如下步骤：S1：依据各个所述综合能源子系统线路中各智能控制终端监测的运行数据，以各个综合能源子系统总运行成本最小为目标，建立各个综合能源子系统的优化模型，依据各个所述综合能源子系统线路中各智能控制终端监测的运行数据以及区域综合能源系统线路中各智能控制终端监测的运行数据，以区域综合能源系统运行成本最小和电网各节点电压偏差最小为目标，建立区域综合能源系统优化模型；S2：在所述综合能源子系统的优化模型和所述区域综合能源系统优化模型中分别引入拉格朗日惩罚函数，使用目标级联法解耦优化所述综合能源子系统的优化模型和所述区域综合能源系统优化模型之间存在的耦合变量，进行所述综合能源子系统的优化模型和所述区域综合能源系统优化模型的优化，直至所述综合能源子系统的优化模型和所述区域综合能源系统优化模型收敛，计算获得综合能源子系统线路上以及区域综合能源系统线路上各个设备单元的工作功率；S3：所述综合能源子系统中的智能控制终端和所述区域综合能源系统线路中的智能控制终端依据计算获得的各个设备单元的工作功率，控制对应的设备单元进行工作。2.根据权利要求1所述基于云管边协同的区域综合能源系统用控制方法，其特征在于，所述智能控制终端包括：风力发电机控制终端、光伏控制终端、储能控制终端、备用发电机控制终端以及可控负荷控制终端。3.根据权利要求1所述基于云管边协同的区域综合能源系统用控制方法，其特征在于，步骤S2中，所述各个综合能源子系统的优化模型具体为：其中，T为优化周期；为第m个综合能源子系统内的发电机组数量；P
g,i
为第i台备用发电机组的出力；a
g,i
、b
g,i
、c
g,i
为第i台备用发电机组的成本系数；和分别为综合能源子系统m从上级电网购电和向区域综合能源系统售电的功率；E
buy,t
和E
sell,t
分别为综合能源子系统买电和卖电价格；S
m
为与综合能源子系统m相邻的综合能源子系统集合；P
mk,t
为综合能源子系统m向综合能源子系统k流出的功率；E
MG,t
为t时刻综合能源子系统间功率交易的价格；所述综合能源子系统的优化模型对应的约束条件为：1)综合能源子系统内部功率平衡约束其中，为第m个综合能源子系统内的发电机组数量；P
g,i,t
为第i台备用发电机组t时刻的发电功率；P
wind,m,t
为综合能源子系统m中t时刻的风机出力；P
pv,m,t
为综合能源子系统m中t时刻的光伏发电的出力；P
load,m,t
为综合能源子系统m中t时刻的负荷功率；P
c,m,t
和P
d,m,t
分别为t时刻的储能和充放电功率；P
1DR
表示为第l个工业柔性负荷需求响应功率；2)备用发电机出力约束P
g,i,min
≤P
g,i,t
≤P
g,i,max
P
g,i,min
和P
g,i,max
分别为备用发电机组的出力的最小值和最大值；3)综合能源子系统储能系统约束SOC
min
≤SOC
t
≤SOC
max
充放电功率的限制：此外，储能系统在整个调度周期内，充放电总量应保持平衡：SOC
T
＝SOC
O
其中，SOC
t
为储能系统t时刻的荷电状态值；SOC
min
和SOC
max
分别为储能系统荷电状态的下限和上限；P
c,m,min
和P
c,m,max
分别为储能系统充电功率的最小值和最大值；P
d,m,min
和P
d,m,max
分别为储能系统充电功率的最小值和最大值；和分别为储能系统在t时刻的充、放电状态，且4)与区域综合能源系统交换功率约束4)与区域综合能源系统交换功率约束P
buy,m,max
和P
sell,m,max
分别为综合能源子系统j从区域综合能源系统购电和售电的最大功率；为购售电状态，1为购电，0为售电；5)与相邻综合能源子系统交互功率约束各综合能源子系统的交换功率受内部容量的限制
‑
P
out,k,max
≤P
mk,t
≤P
out,m,max
P
mk,t
为综合能源子系统的交换功率，P
out,m,max
为综合能源子系统m能够对外输出的最大电功率。6)工业负荷需求响应约束
‑
P
shift,max
≤ΔP(i)≤P
shift,max
∑ΔP(i)＝0P
shi...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡博，杨超，刘育博，乔林，刘碧琦，胡楠，冉冉，薄珏，张戈，何金松，高强，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司信息通信分公司，
类型：发明
国别省市：