[发明专利]一种多能源网络的低碳优化调度方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及多能源网络的运行调控领域，特别是涉及一种多能源网络的低碳优化调度方法及系统。

背景技术

在当前环境气候挑战不断加剧、节能减排形势日益严峻的背景下，实现能源需求供应的低碳化迫在眉睫。从终端需求来看，热能和电能是最主要的能源需求形式，占终端能源需求的60％以上。一方面，当前终端电能需求主要由区域配电网(Power Distribution Network,PDN)供给，PDN可有效融合主动配电网、微电网等技术，高效接纳分布式可再生能源机组，实现电力供应的清洁化。另一方面，结合热泵、生物质、光热等技术，区域集中式供热系统(District Heating Network，DHN)日渐成为实现热能供应清洁化的主要手段之一。特别地，在能源互联网背景下，随着电气化供热技术的普及与能源网络互联进程的深入，PDN、DHN等能源网络将紧密耦合，形成更具运行灵活性的多能源网络。实现该类多能源网路的节能减排优化调度是发挥其灵活性的必要手段。

尽管目前已有涉及区域电网节能减排调度或区域供热管网节能减排优化调度的研究，但对于多能源网路的节能减排优化调度研究还很鲜见。节能减排优化调度是发挥多能源网络低碳环保优势的重要措施，目前常用的加权平均法等手段往往具有较强主观性。特别地，多能源网络运行灵活性更强，网络特性更为复杂，用于区域电网节能减排调度或区域供热管网节能减排优化调度方式不适用于多能源网络节能减排的调度，因此多能源网络的节能减排优化调度更具挑战。

发明内容

本发明的目的是提供一种多能源网络的低碳优化调度方法及系统，以解决传统调度方法主观性强且不适用于多能源网络的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多能源网络的低碳优化调度方法，所述方法包括：

采用支路潮流模型描述所述多能源网络中的电网的潮流分布；

采用水力热力耦合模型描述所述多能源网络中的区域供热网络的潮流分布；

确定所述多能源网络的低碳调度模型；所述低碳调度模型中包括运行成本最低的第一目标函数和碳排量最低的第二目标函数，约束条件为所述电网的潮流分布和所述区域供热网络的潮流分布；

确定所述低碳调度模型中所述第一目标函数和所述第二目标函数的非劣解集合；

根据所述非劣解集合，利用纳什协商问题确定最佳权衡解；

根据所述最佳权衡解对所述多能源网络进行优化调度。

可选的，所述采用支路潮流模型描述多能源网络中的电网的潮流分布，具体包括：

利用模型描述多能源网络中的电网的潮流分布；

其中，t表示调度时刻，P_ij,t为线路传输有功功率，Q_ij,t为线路传输无功功率，为节点j的有功负荷需求；为节点j的无功负荷需求；为电源有功功率出力；为电源的无功功率出力；π(j)为节点j的子节点集合；xi_j为线路电抗，r_ij为线路电阻，z_ij为线路阻抗，U_j,t为节点电压幅值的平方；I_ij,t为线路电流的平方，上标l表示下界，上标u表示上界。

可选的，所述采用水力热力耦合模型描述多能源网络中的区域供热网络的潮流分布，具体包括：

利用模型描述多能源网络中的区域供热网络的潮流分布

其中，c为载热流体的比热容，分别为供回水管网出口及入口温度，b为管道索引，t为调度时刻索引；分别为供回水管道节点温度，为环境温度；分别为供回水管网载热流体质量流速；λ_b为管道温度损耗系数，L_b为管道长度；F(i)表示以节点i为首节点的管道集合，T(i)表示以节点i为末节点的管道集合；表示热源供热量，表示热负荷热需求。

可选的，所述确定所述多能源网络的低碳调度模型，具体包括：

运行成本：

其中，f_C为所述多能源网络的运行成本，a_i与b_i为电网机组i的运行成本系数，为电网机组i的电源有功功率出力；θ_t为上级电网售电电价；ξ_j与ωj为热网机组j的运行成本系数；为从上级电网的购电量，满足表示热网机组j的热源供热量；

碳排量：