一种多能微网的多时间尺度两阶段优化方法技术

本发明专利技术提供了一种多能微网的多时间尺度两阶段优化方法，所述优化方法具体为构建多能微网数学模型，基于多能微网数据模型采集多能微网的实时量测数据；基于实时量测数据获取多能微网的日前预测信息和日内预测信息，分别构建日前优化调度模型和日内优化调度模型；将多能微网的调度优化划分为日前优化调度阶段和日内优化调度阶段，并在日前优化调度阶段通过日前优化调度模型对多能微网的调度计划进行优化，基于日前优化调度阶段的优化结果在日内优化调度阶段通过日内优化调度模型对多能微网的调度计划进行二次优化。本发明专利技术能够有效降低预测误差与不确定性对调度计划优化结果带来的影响，保障多能微网的调度计划优化结果的准确性。准确性。准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种多能微网的多时间尺度两阶段优化方法


[0001]本专利技术涉及电力系统运行控制
，尤其是指一种多能微网的多时间尺度两阶段优化方法。

技术介绍

[0002]多能微网是一种集成电、气、冷、热等多种能源形式的区域综合供用能系统，多能微网作为一种能够因地制宜、充分消纳本地可再生能源的新兴技术，能够通过将区域内的电能、天然气能源与分布式可再生能源进行统一调度来实现不同能源之间的优势互补，提升系统经济性和能源利用率。
[0003]目前，针对多能微网中源
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网
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荷
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储各环节设备协调能力及运行经济性提升的协调优化已有一定的研究，但多能微网是一个高维度、强非线性的复杂系统，其多能源环节的深度耦合带来诸多益处的同时，其优化运行的难度也在不断提升。在多能微网的优化运行过程中，常需要依靠可再生能源和负荷处理的预测结果来对多能微网的调度计划进行优化改进，从而实现多能微网中源
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储各环节设备协调能力及运行经济性的提升。但在多能微网的实际运行过程中，可再生能源和负荷的出力具有随机波动性，可再生能源和负荷出力的预测准确度无法保障，也就会使得基于可再生能源和负荷出力预测结果获取的调度计划优化结果准确性无法保障。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种多能微网的多时间尺度两阶段优化方法，通过在获取可再生能源和负荷出力的预测信息后，在多时间尺度下对基于预测信息获取的系统调度计划进行优化，能够解决因可再生能源和负荷出力的预测准确度无法保障，获取的调度计划优化结果准确性不高的问题，能够有效降低预测误差与不确定性对调度计划优化结果带来的影响，保障多能微网的调度计划优化结果的准确性。
[0005]本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现：
[0006]一种多能微网的多时间尺度两阶段优化方法，包括：
[0007]获取多能微网中的能源子系统和耦合元件，基于获取的能源子系统和耦合元件构建多能微网数学模型，基于多能微网数据模型采集多能微网的实时量测数据；
[0008]基于实时量测数据获取多能微网的日前预测信息和日内预测信息，基于日前预测信息和日内预测信息分别构建日前优化调度模型和日内优化调度模型；
[0009]将多能微网的调度优化划分为日前优化调度阶段和日内优化调度阶段，并在日前优化调度阶段通过日前优化调度模型对多能微网的调度计划进行优化，基于日前优化调度阶段的优化结果在日内优化调度阶段通过日内优化调度模型对多能微网的调度计划进行二次优化。
[0010]进一步的，所述日前优化调度模型对多能微网的调度计划进行优化时，所述日前优化调度模型的目标函数表达式为：
[0011][0012]其中：H1为多能微网在日前优化调度阶段一个调度周期内的系统运行成本，T为日前优化调度阶段的调度周期，t为运行时刻，为t时刻的购电成本，为t时刻的购气成本，为t时刻的运维成本。
[0013]进一步的，所述日前优化调度模型的约束条件的表达式为：
[0014][0015]其中：为t时刻多能微网与大电网的交换功率，分别为多能微网与大电网交换功率的上限和下限，为t时刻多能微网与天然气网的交换功率，为多能微网与天然气网交互功率的上限和下限，i为多能微网中的其中一个运行设备，为t时刻设备i的运行状态，为设备i的出力，分别为设备i出力的上限和下限。
[0016]进一步的，基于日前优化调度阶段的优化结果在日内优化调度阶段通过日内优化调度模型对多能微网的调度计划进行二次优化时，所述日前优化调度模型的目标函数表达式为：
[0017][0018]其中：H2为多能微网在日内优化调度阶段一个调度周期内的系统运行成本，t0为日内优化调度阶段的起始时刻，Δt为日内优化调度阶段的调度周期，d为日内调度阶段内调度周期的个数，为t时刻的分时电价，为t时刻的分时气价，为购电功率，为购气功率，H
ng
为天然气热值，为t时刻设备q的启停状态，为t
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1时刻设备q的启停状态，N为多能微网中的设备数量，q为多能微网中的其中一个运行设备，为t时刻设备q启停惩罚费用。
[0019]进一步的，步骤三中根据日前优化调度模型以及日内优化调度模型进行多能微网的调度优化时，将多能微网的调度优化划分为第一时间尺度和第二时间尺度，在第一时间尺度内利用日前优化调度模型进行调度优化，并将第一时间尺度进行优化的时间间隔根据第二时间尺度进行划分，并以根据第二时间尺度划分得到的时间间隔内通过日内优化调度模型对系统状态进行调整。
[0020]进一步的，所述在第一时间尺度内利用日前优化调度模型进行调度优化的具体步骤包括：
[0021]1.1，采集多能微网的实时量测数据，并基于实时量测数据获取多能微网的新能源
出力以及负荷数据的日前预测获取系统调度计划的最优解；
[0022]1.2，通过日前优化调度模型对最优解进行优化，求得并执行第一个预测域内t0时刻至t0+Δt的系统调度计划；
[0023]1.3，将预测域向前移动一个时间间隔Δt，重新获取实时量测数据以及系统运行状态，基于重新获取的实时量测数据以及系统运行状态预测当前调度周期对应的多能微网的新能源出力以及负荷数据，获取当前调度周期内系统调度计划的最优解；
[0024]1.4，通过日前优化调度模型对最优解进行优化，获取当前调度周期的系统调度计划并执行，返回步骤1.3，获取并执行下一调度周期的系统调度计划，直至获取并执行所有时段的系统调度计划。
[0025]进一步的，在根据第二时间尺度划分得到的时间间隔内通过日内优化调度模型对系统状态进行调整的过程中，将第一时间尺度内每个调度周期间的时间间隔Δt均分为x个更小的时间间隔Δt
x
，并基于时间间隔Δt
x
通过日内优化调度模型根据实时量测数据对第一时间尺度内获取的系统运行状态进行优化。
[0026]进一步的，在第一时间尺度内利用日前优化调度模型进行调度优化时，日内优化调度模型以系统运行费用、机组启停惩罚费用最小为优化的目标函数，在第二时间尺度内利用日内优化调度模型进行调度优化时，日内执行调度模型以机组启停惩罚费用最小为目标函数。
[0027]进一步的，所述多能微网数学模型包括多能微网电力系统数学模型、多能微网热力系统数学模型、多能微网天然气系统数学模型和耦合元件的电热气联合模型。
[0028]本专利技术的有益效果是：
[0029]将多能微网的调度优化划分为日前优化调度阶段和日内优化调度阶段，在日前优化调度阶段，在较大时间尺度上，协调多能微网中多种能源互补互济，提高了系统运行整体经济性；并在日内优化调度阶段，在较小时间尺度上，基于模型预测控制，实现短期预测、滚动优化和反馈校正，降低了新能源出力不确定性对于多能微网的调度计划优化的影响。
附图说明
[0030]图1是本专利技术的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能微网的多时间尺度两阶段优化方法，其特征在于，包括：获取多能微网中的能源子系统和耦合元件，基于获取的能源子系统和耦合元件构建多能微网数学模型，基于多能微网数据模型采集多能微网的实时量测数据；基于实时量测数据获取多能微网的日前预测信息和日内预测信息，基于日前预测信息和日内预测信息分别构建日前优化调度模型和日内优化调度模型；将多能微网的调度优化划分为日前优化调度阶段和日内优化调度阶段，并在日前优化调度阶段通过日前优化调度模型对多能微网的调度计划进行优化，基于日前优化调度阶段的优化结果在日内优化调度阶段通过日内优化调度模型对多能微网的调度计划进行二次优化。2.根据权利要求1所述的一种多能微网的多时间尺度两阶段优化方法，其特征在于，所述日前优化调度模型对多能微网的调度计划进行优化时，所述日前优化调度模型的目标函数表达式为：其中：H1为多能微网在日前优化调度阶段一个调度周期内的系统运行成本，T为日前优化调度阶段的调度周期，t为运行时刻，为t时刻的购电成本，为t时刻的购气成本，为t时刻的运维成本。3.根据权利要求2所述的一种多能微网的多时间尺度两阶段优化方法，其特征在于，所述日前优化调度模型的约束条件的表达式为：其中：为t时刻多能微网与大电网的交换功率，分别为多能微网与大电网交换功率的上限和下限，为t时刻多能微网与天然气网的交换功率，为多能微网与天然气网交互功率的上限和下限，i为多能微网中的其中一个运行设备，为t时刻设备i的运行状态，为设备i的出力，为设备i的出力，分别为设备i出力的上限和下限。4.根据权利要求1所述的一种多能微网的多时间尺度两阶段优化方法，其特征在于，基于日前优化调度阶段的优化结果在日内优化调度阶段通过日内优化调度模型对多能微网的调度计划进行二次优化时，所述日前优化调度模型的目标函数表达式为：其中：H2为多能微网在日内优化调度阶段一个调度周期内的系统运行成本，t0为日内优化调度阶段的起始时刻，Δt为日内优化调度阶段的调度周期，d为日内调度阶段内调度周
期的个数，为t时刻的分时电价，为t时刻的分时气价，为购电功率，为购气功率，H
ng
为天然气热值，为t时刻设备q的启停状态，为t
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1时刻设备q的启停状态，N为多能微网中的设备数量，q为多能微网中的其中一个运行设备，为t时刻设备q启停惩罚费用。5.根据权利要求1所述的一种多能微网的多时...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴瑞春，王林童，徐海霸，赵波，王雪燕，钟磊，张驰，吴瑞文，王康，付小平，于杰，周家浩，林达，王月强，洪骋怀，倪筹帷，连聪，朱逸芝，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：