[发明专利]含多主体的多能互补微电网分布式优化调度方法

说明书

本发明公开了电力系统微电网技术领域中一种基于ADMM的含多主体的多能互补微电网分布式优化调度方法。基于ADMM的框架，运营商和用户形成优化互动，直到达到供需平衡。在优化迭代过程中，仅需交换期望供电量、供热量与实际供电量、供热量，运营商和用户即可完成优化调度，极大地保护了运营商和用户的隐私。热电联产高效的能量梯级利用，再结合储热系统、用户侧的需求响应与可再生能源发电，具有节能减排、缓解电网压力等优点；设定了室内舒适温度，考虑了用户舒适度，成本综合考虑了经济性与用户的主观意愿。本发明为多能互补微电网的经济运行提供了一种成本更低、可行性更高的优化方法。

技术领域

本发明属于电力系统微电网技术领域，特别涉及一种含多主体的多能互补微电网分布式优化调度方法。

背景技术

随着微电网的发展，微电网的能量管理问题受到广泛关注。从优化方法的角度看，目前主要的优化方式有两种：集中式优化和分布式优化。一般，集中式优化中微电网内所有的电源及负荷信息需要传送至集中控制器，由集中控制器统一调度管理，这样会增大系统计算量，提高整体的通信成本，且由于微电网内电源及负荷分属于不同的运行主体，共享信息将会带来严重的隐私及商业信息泄露。考虑到集中式优化在应用中存在的较大问题，本发明采用分布式优化算法对多参与主体的考虑热电联产和储热的微电网能量管理问题进行优化调度。

本发明提出了一种基于ADMM(alternating direction method of multipliers)的含多主体的多能互补微电网分布式优化调度方法。运营商和用户不断交替互动，直到达到供需平衡，即期望的供电量、供热量与实际供电量、供热量分别相等。运营商和用户交互的信息仅限于期望供电量、供热量与实际供电量、供热量，可见这种迭代方式极大地保护了运营商和各用户的隐私信息，在满足各用户电能及热能需求的基础上，使总运行成本最低。

发明内容

本发明提供一种基于ADMM的含多主体的多能互补微电网分布式优化调度方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：确定系统目标函数、决策变量与相关的约束条件，形成原始全局优化问题；

步骤2：分别对热电联产系统、储热系统、电力负荷、供热负荷和热的不舒适度进行建模；

步骤3：分别建立运营商侧和用户侧的成本模型；

步骤4：依据ADMM算法原理，由原始全局问题推导出分布式迭代的最终形式；

步骤5：获取当前调度周期的光伏出力、电力负荷及温度的相关数据；

步骤6：由室外温度及各用户设定的舒适温度等，计算得到当前调度周期等效的热负荷；

步骤7：光伏用户群对用户侧成本进行优化求解，决策得到当次迭代的用电量、与电网交易量，以及对CHP的期望供电量和期望供热量；并将期望供电量和供热量通知给运营商；

步骤8：运营商侧在考虑用户侧的期望供电量和期望供热量后，对成本进行优化，并决策出实际供电量和实际供热量，并将其反馈给用户侧；

步骤9：用户侧和运营商侧的拉格朗日乘子根据用户侧的期望供电量、供热量和运营商的实际供电量、供热量，进行计算后分别自主更新；

步骤10：计算原始残差和对偶残差，并判断原始残差及对偶残差是否均小于设定值，若满足收敛条件，则进行步骤11；若不满足，则返回步骤7；

步骤11：由优化后的热负荷，计算得到优化后用户设定的实际温度，并更新时间到下一调度时段，返回步骤5，直到整个优化时间区间结束。

所述步骤1中的系统目标函数为最小化总运行成本，目标函数包含三个部分：1)CHP发电成本、2)与电网交易的成本、3)由于室内温度偏差造成的用户的不舒适度等效的成本，