【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及能源系统调度方法领域，具体是一种分布式电热气耦合综合能源系统低碳经济优化调度方法。
技术介绍
1、随着分布式能源的兴起，综合能源系统的经济性调度成当前亟待解决的问题。在能源调度领域，集中式调度和分布式调度是两种常见的方式，近些年来，大多数综合能源系统的经济调度问题都采用集中式调度来解决。虽然集中式调度在处理大规模能源系统和进行整体优化方面仍然具备其独特的优势，但其可靠性差。一旦该中心调度系统发生故障或遭受攻击，将会导致整个能源系统的调度瘫痪，产生严重的经济损失和能源供应风险。
2、为了适应大规模分布式能源、智能电网和多能互补系统。分布式调度作为一种灵活、响应速度快的调度方式，日益受到关注和广泛应用。相比于集中式调度，这种方式将能源系统的子系统或单元视为独立的调度实体，每个实体具有一定的自治能力，能够在局部范围内针对实时情况做出相应的调度决策。
3、分布式调度能够更好地适应分布式能源系统的变化能源需求，降低了对中心调度单一点故障的依赖，并提供了更高的灵活性。
4、文献[tong z j,zhang c,wu s,et al.distributed hierarchical economicoptimization approach of microgrid based on multi-agent leader-followingconsensus[j].energy reports,2023,9(2):638-645.]提出一种改进后的一致性算法并在案例中与传统一致性算法做出了比
5、为了适应未来能源系统中柔性负荷广泛分布的现象，文献[wu k,li q,chen z etal.distributed optimization method with weighted gradients for economicdispatch problem of multi-microgrid systems[j].energy,2021(2):119898.]将多微网系统的经济调度问题表述为一个两层相互依存的信息网络，并提出了一种带加权梯度的分布式优化方法来求解信息网络上多微网系统的经济调度问题。
6、为适应多样化的分布式能源，文献[杨茂,王金鑫.考虑可再生能源出力不确定的孤岛型微电网优化调度[j].中国电机工程学报,2021,41(03):973-985.]研究了风光不确定性对微电网调度的影响，利用蒙特卡洛法估计风光不确定性能源成本函数值的期望和方差，并通过粒子群优化算法找到最优的调度方案，提高了微电网的鲁棒性和能源利用效率。
7、文献[yang j,wang h.distributed collaborative optimal economicdispatch of integrated energy system based on edge computing[j].socialscience electronic publishing[2023-11-27].]提出一种基于边缘计算和一致性算法的综合能源系统分布式协同优化调度策略，先将综合能源系统的电、热、气增量成本作为一致性变量，再将电、热、气的产量估算偏差分别作为一致性变量，两种一致性协议的耦合变量趋于一致，能够得到各单元的最优输出，实现系统的最优运行。
8、文献[赵冬梅,王浩翔,陶然.基于改进交替方向乘子法的输配电网分散协调鲁棒优化调度模型[j].电网技术,2023,47(3):13.]提出基于改进交替方向乘子法的输配电网分散协调两阶段鲁棒优化调度模型，实现了输配电网的完全分散自治，有效缓解了可再生能源并网带来的调峰压力。
9、上述研究大多在微电网中进行并未考虑综合能源系统的能源互补特性，也没有考虑非线性增长阶梯式碳交易机制带来的碳排放环境成本，因此仍然存在调度效果不理想的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种分布式电热气耦合综合能源系统低碳经济优化调度方法，以解决现有技术分布式综合能源系统调度方法存在的调度效果不理想的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：
3、分布式电热气耦合综合能源系统低碳经济优化调度方法，所述分布式电热气耦合综合能源系统包括可再生能源出力单元、电热气能源转换枢纽、储能单元，其中可再生能源出力单元通过风、光发电以向外输出电力，所述电热气能源转换枢纽以电力和燃气为能源以向外输出热量，且电热气能源转换枢纽的部分电力来源于可再生能源出力单元，所述储能单元用于存储可再生能源出力单元产生的多余电力，并在整个综合能源系统缺电时释放电力，包括以下步骤：
4、步骤1、建立可再生能源出力单元的可再生能源出力模型、电热气能源转换枢纽的能源转换模型、储能单元的储能模型，并建立阶梯式碳交易模型；
5、步骤2、根据步骤1建立的电热气能源转换枢纽、能源转换模型、储能模型，结合所述综合能源系统的电负载和热负载，确定所述综合能源系统的电成本、热成本、储能经济效益，并根据步骤1建立的阶梯式碳交易模型确定所述综合能源系统的碳排放成本；
6、步骤3、根据步骤2得到的所述综合能源系统的电成本、热成本、储能经济效益和碳排放成本建立目标函数，并以所述综合能源系统的电力负载和热力负载平衡约束，以及所述综合能源系统的电力输出上下限、热量输出上下限和储能上下限约束，作为目标函数的约束条件，通过对目标函数进行优化，得到所述综合能源系统最优时的电、热、储能的增量成本；
7、步骤4、以步骤3得到的所述综合能源系统最优时的电、热、储能的增量成本作为一致性变量，通过领导跟随一致性算法进行优化，使所述综合能源系统的电、热、储能的增量成本达到一致性，由此得到综合能源系统能源供应端电量和天然气量的最优分配值。
8、进一步的，步骤1中所述可再生能源出力模型包括风力发电模型和光伏发电模型。
9、进一步的，步骤1中所述能源转换模型由燃气锅炉模型、热电联产机组模型和电锅炉模型确定。
10、进一步的，步骤1中所述阶梯式碳交易模型根据免费碳配额模型和所述综合能源系统的实际碳排放模型确定。
11、进一步的，步骤3中通过拉格朗日乘数法对所述目标函数进行优化，得到所述综合能源系统最优时的电、热、储能的增量成本。
12、进一步的，步骤4中，基于所述综合能源系统构建通信网络拓扑结构，并以所述综合能源系统实际输出功率和负荷实际需求量的偏差建立总功率偏差，为所述总功率偏差设置功率调节系数以构建功率偏移消除项，然后将所述功率偏移消除项加入领导跟随一致性算法中，通过领导跟随一致性算法基于通信网络拓扑结构对一致性变量进行优化。
13、与现有技术相比，本专利技术优点为：
14、(1)本专利技术在传统综合能源系统基础上，进一步考虑风光清洁能源的出力和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.分布式电热气耦合综合能源系统低碳经济优化调度方法，所述分布式电热气耦合综合能源系统包括可再生能源出力单元、电热气能源转换枢纽、储能单元，其中可再生能源出力单元通过风、光发电以向外输出电力，所述电热气能源转换枢纽以电力和燃气为能源以向外输出热量，且电热气能源转换枢纽的部分电力来源于可再生能源出力单元，所述储能单元用于存储可再生能源出力单元产生的多余电力，并在整个综合能源系统缺电时释放电力，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的分布式电热气耦合综合能源系统低碳经济优化调度方法，其特征在于，步骤1中所述可再生能源出力模型包括风力发电模型和光伏发电模型。
3.根据权利要求1所述的分布式电热气耦合综合能源系统低碳经济优化调度方法，其特征在于，步骤1中所述能源转换模型由燃气锅炉模型、热电联产机组模型和电锅炉模型确定。
4.根据权利要求1所述的分布式电热气耦合综合能源系统低碳经济优化调度方法，其特征在于，步骤1中所述阶梯式碳交易模型根据免费碳配额模型和所述综合能源系统的实际碳排放模型确定。
5.根据权利要求1所述的分布式电热气耦
6.根据权利要求1所述的分布式电热气耦合综合能源系统低碳经济优化调度方法，其特征在于，步骤4中，基于所述综合能源系统构建通信网络拓扑结构，并以所述综合能源系统实际输出功率和负荷实际需求量的偏差建立总功率偏差，为所述总功率偏差设置功率调节系数以构建功率偏移消除项，然后将所述功率偏移消除项加入领导跟随一致性算法中，通过领导跟随一致性算法基于通信网络拓扑结构对一致性变量进行优化。
...【技术特征摘要】
1.分布式电热气耦合综合能源系统低碳经济优化调度方法，所述分布式电热气耦合综合能源系统包括可再生能源出力单元、电热气能源转换枢纽、储能单元，其中可再生能源出力单元通过风、光发电以向外输出电力，所述电热气能源转换枢纽以电力和燃气为能源以向外输出热量，且电热气能源转换枢纽的部分电力来源于可再生能源出力单元，所述储能单元用于存储可再生能源出力单元产生的多余电力，并在整个综合能源系统缺电时释放电力，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的分布式电热气耦合综合能源系统低碳经济优化调度方法，其特征在于，步骤1中所述可再生能源出力模型包括风力发电模型和光伏发电模型。
3.根据权利要求1所述的分布式电热气耦合综合能源系统低碳经济优化调度方法，其特征在于，步骤1中所述能源转换模型由燃气锅炉模型、热电联产机组模型和电锅炉模型确定。
【专利技术属性】
技术研发人员：陈珍萍，顾菊平，景苏川，范松丽，朱同，支佳雯，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：
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