[发明专利]基于广义Benders分解法的地区综合能源系统联合规划方法

说明书

本发明属于电网运行与控制技术领域，尤其涉及基于广义Benders分解法的地区综合能源系统联合规划方法。其能够更有效和可靠的对地区综合能源系统进行联合规划，为地区综合能源系统联合规划提供技术依据和实用化方法。包括步骤：获取地区电网运行参数数据；确定综合能源系统接入电网的负荷节点数量；获取地区能源产业的发展需求；确定综合能源系统结构；建立地区综合能源系统联合规划模型；建立地区综合能源系统联合规划约束条件；基于广义Benders分解法对地区综合能源系统联合规划模型进行分解；基于广义Benders分解法对地区综合能源系统联合规划模型进行优化计算；经优化计算，基于广义Benders分解法迭代计算得到地区综合能源系统联合规划配置信息。

技术领域

本发明属于电网运行与控制技术领域，尤其涉及基于广义Benders分解法的地区综合能源系统联合规划方法。

背景技术

随着能源结构的变革和新能源技术的发展，大量综合能源系统接入，致使电网结构和供电模式发生了改变，同时综合能源系统架构规划面临来自能源侧、设备侧、耦合方式、运行优化等诸多挑战。在大力发展和消纳可再生能源的新形势下，实现真正的地区综合能源系统整体的部署和规划，并在此基础上考虑多个区域综合能源系统和能源网络的双层规划，目前尚无有效的应对策略。地区综合能源系统联合规划是地区电网和综合能源系统整体规划应用的有效形式，也是促进新能源消纳，提高能源利用效率的有效支撑。

地区电网与综合能源系统联合规划具有较大的技术互补优势，通过电网与综合能源系统间的协同规划，实现电网的安全稳定运行和综合能源系统多能源高效利用。目前国内外对于地区电网和综合能源系统的研究主要集中综合能源系统中的多能源耦合设备耦合机理、典型设备建模、优化策略、单一园区或区域的综合能源系统建模和仿真等方面，对于地区电网与综合能源系统联合规划研究开展较少。地区电网与综合能源系统联合规划研究实现的核心技术在于建立地区电网与综合能源系统的联合规划模型和对于联合规划模型的解算策略。目前，对于电网规划模型和综合能源系统规划模型主要包括规划模型目标函数和规划模型约束条件，目标函数与约束条件相匹配，其目标都是模拟电网与综合能源系统运行情况得到最优解。联合规划模型的解算策略是地区电网与综合能源系统能够成为实现联合规划运行的重要支撑，规划模型经优化算法求解，得到整体模型的最优解集和局部设备配置的最优解。

电网正常运行条件下，地区电网与综合能源系统之间是一种主从协同关系，仅考虑电网购能约束条件下，对园区级综合能源系统合理规划配置，就可在局部实现多能源互补利用的优势；而面对地区电网和综合能源系统组成的区域性整体，仅考虑地区电网与综合能源系统的独立规划，地区电网与综合能源系统协同关系考虑在内，而进行的能源规划，这是一种片面的规划，缺少对电网与综合能源系统联合互补的整体协同关系的灵活运用。传统的规划解算策略中，一般采用复杂算法对地区电网与综合能源系统分解独立求解。在上述解算策略下，存在对模型的求解过程复杂，算法结构复杂，参数设置多，求解时间长，相对误差大等情况，应用具有较大局限性，不利于地区电网与综合能源系统联合规划商业化运行，实用性差。

解决问题的关键是如何对地区电网与综合能源系统联合规划，针对规划模型提出对应的解算策略。该联合规划的复杂性在于，一方面，地区电网与综合能源系统联合规划模型的目标函数的影响因素，所设计的规划目标要能准确反应地区电网与综合能源系统的联合规划情况，此外考虑相关联合规划模型约束条件如电网与综合能源系统联合规划的建设约束、潮流约束、网络拓扑约束等。另一方面，对于联合模型的解算策略，从实际需求出发，本着经济有效的原则，考虑算法结构、参数设置、难易程度等因素。如何实现地区电网与综合能源系统联合规划，选择合适的优化算法对规划模型求解是一个关键问题。

发明内容

本发明就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种基于广义Benders分解法的地区综合能源系统联合规划方法，其基于广义Benders分解法，考虑地区电网与综合能源系统间的交互特性，能够更有效和可靠的对地区综合能源系统进行联合规划，为地区综合能源系统联合规划提供技术依据和实用化方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括以下步骤：