[发明专利]一种基于一致性的综合能源系统能量管理方法

说明书

本发明提出一种基于一致性的综合能源系统能量管理方法，热力网、电力网，能量供应侧和负荷需求侧的参与主体，都参与到能量市场中来追求自身的利益最大化，构成全社会福利最大化模型。CHP机组运行在改进的运行策略中，电负荷和热负荷都参与到需求响应中。原始的优化问题采用拉格朗日乘子法解耦全局功率平衡后，被分解为4个完全由就地的约束和目标函数组成的子问题，因此适合采用完全分布式一致性算法求解。该方法充分考虑能量供应侧的热电耦合和负荷侧的热电耦合，完全的分布式求解在保证用户隐私的基础上具有很高的效率，对于未来综合能源系统在配网层面广泛应用下的分布式能量管理具有很好的指导意义。

技术领域

本发明属于电力系统能量管理技术领域，尤其涉及一种基于一致性的综合能源系统能量管理方法。

背景技术

能源和环境问题影响着社会和经济的发展，综合能源系统在提高能源利用效率、减少环境污染等方面具有很大的优势，近年来综合能源系统得到广泛的研究和应用。相比于综合能源系统的规划、协调控制等，能量管理在减少运行成本方面备受研究者关注，传统的能量管理方法有一个共同的特征：都需要集中式优化，也就是说需要一个控制中心来收集并处理各个参与主体的信息，然而在配网层面，不同的主体属于不同的运营单位，因此考虑到信息的隐私性和参与主体归属的不确定性，集中式优化不再适用于我们的场景，相反的，分布式优化展现出更多的优势。综合能源系统的能量管理问题，有别于单纯的电力网络，网络中是由电网络和热网络组成的，且能量供应侧和负荷消耗侧都存在热和电的耦合，对于分布式的综合能源系统能量管理方法还有待进一步研究。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基于一致性的综合能源系统能量管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：构建关于综合能源系统的社会福利最大化模型；

步骤2：对社会福利最大化模型进行解耦分析；

步骤3：采用完全分布式的一致性算法对解耦后的问题进行求解。

进一步，综合能源系统包括发电侧和需求侧两部分，其中发电侧参与主体包括变电站、分布式电源(光伏和风机)和热电联产(CHP)单元，负荷侧参与主体包括热负荷和电负荷。

进一步，社会福利最大化模型为：

目标函数：以任一时刻全社会各个参与主体总利润最大为目标，该目标函数的数学模型表示为：

max∑[P_SUB(P_i,p_e)+P_PV(P_i,p_e)+P_WT(P_i,p_e)+P_CHP(P_i,H_i,p_e,p_h)+P_d(P_i,H_i,p_e,p_h)]

其中，P_SUB(P_i,p_e)为变电站的利润，P_PV(P_i,p_e)为光伏的利润，P_WT(P_i,p_e)为风机的利润，P_CHP(P_i,H_i,p_e,p_h)为CHP机组的利润，P_d(P_i,H_i,p_e,p_h)为热和电负荷的利润；

所述总利润由总收益减去总成本，其中变电站的利润为卖电给配网内部用户的收益扣除向公共电网购电产生的成本，公共电网的电由火力发电机组提供，