[发明专利]一种基于改进弱鲁棒优化的电热综合能源系统调度方法

说明书

本发明公开了一种基于改进弱鲁棒优化的电热综合能源系统调度方法。本发明类比对电力需求响应(DR)的模型描述，将其拓展至电热综合需求响应(IDR)，对价格型和激励型综合需求响应进行建模；在低碳背景下，建立含热电联产机组、抽水蓄能、蓄热式电锅炉和储热装置的电热综合能源低碳调度模型，以综合能源运行成本最小和碳排放交易模型收益最大为目标函数，确定电力约束条件和热力约束条件；考虑风电和综合需求响应的不确定性，利用改进弱鲁棒优化处理源荷侧的不确定性，得到电热综合能源系统改进弱鲁棒低碳调度模型；最后，采用改进的细菌群体趋药性算法(BCC)进行求解，通过算例验证所提模型及算法的有效性。

技术领域

本发明涉及大电网调度领域，尤其是一种基于改进弱鲁棒优化的电热综合能源系统调度方法。

背景技术

电-热综合能源系统作为能源互联网的重要组成部分，将电力系统和热力系统通过热电联产机组、储热装置、电锅炉以及热泵等耦合元件连接在一起，实现电能和热能的转化，能够合理配置电力能源和热力能源的生产及转化过程。随着综合能源系统概念的提出，针对综合能源系统优化运行的研究逐渐成为国内外学者的研究热点。

在综合能源背景下，考虑综合需求响应参与系统调度，发挥用户侧资源的灵活性，实现源荷双侧协调调度对于电力行业具有深远的意义。但在需求响应策略实施过程中，由于用户可能存在的对激励缺乏重视、通信延迟和消费行为改变等一系列原因，用户对激励、价格信号的实际响应程度，甚至是对需求响应策略采纳的意愿往往都带有较大的不确定性。因此，综合考虑风电和综合需求响应的不确定性对调度结果的影响，能够使调度决策更符合实际。

弱鲁棒优化从实际应用的角度事先选定某个基准场景，通过对约束条件的松弛处理，以求取引入不确定数据后，基准场景的目标函数值恶化一定限度的解，其综合考虑解的可行性和目标函数的恶化程度，因此与实际决策环境更为接近。相较与随机优化，弱鲁棒优化通过对目标函数赋予一定的容忍度来提高系统的保守性；弱鲁棒允许约束条件出现违背的情况，避免了强鲁棒问题中保守性过大的问题，提高了系统的经济性。因此，弱鲁棒优化能够充分结合了随机规划的经济性和鲁棒优化的保守性特点，实现了经济性和鲁棒性的均衡，得到的调度方案更加合理和具有实际意义。

然而在传统的弱鲁棒优化问题中，并没有对容忍度和松弛量这两个参数进行一定的限制。当松弛量变大时，系统的经济性变好，然而，可能存在约束过度违背的情况，给系统带来一定的风险。同时，若容忍度参数取值过大，则会导致出现比鲁棒优化更严重的情况。因此，改进传统的弱鲁棒优化方法能够有效地权衡调度方案的经济性和鲁棒性，更具有实际意义。

发明内容

本发明提供一种基于改进弱鲁棒优化的电热综合能源系统低碳调度方法，旨在克服传统弱鲁棒优化过程中未对容忍度和松弛量进行限制的问题。

为了实现上述目的，采用以下技术方案：一种基于改进弱鲁棒优化的电热综合能源系统调度方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：

步骤1，建立电热综合需求响应模型

价格型综合需求响应模型：通过电价、热价引导用户调整用电、用热需求，响应系统的运行状态变化，建立用户用电量对电价、用热量对热价的响应模型；

激励型综合需求响应模型：通过用户电负荷和热负荷的负荷削减量、补偿以及用户不响应时的惩罚措施，响应系统的运行状态变化，建立响应模型；

步骤2，不确定集

风电出力不确定集：在风电预测区间内，引入风电弱鲁棒因子确定各时段风电出力的扰动范围；

价格型综合需求响应不确定集：在电热综合需求响应模型中，引入电价弱鲁棒因子以及热价弱鲁棒因子确定价格变化引起用户用电量以及用热量的扰动范围；