[发明专利]源荷协同降碳的综合能源系统最优分布鲁棒经济调度方法

说明书

本发明属于综合能源调度技术领域，公开了一种源荷协同降碳的综合能源系统最优分布鲁棒经济调度方法，其过程为：构建综合能源系统碳排放模型；在源侧建立源侧联合运行框架；在负荷侧设置价格型综合需求响应机制；构建需求响应模型；综合考虑负荷侧不同种能源利用占比情况，设置用能占比系数，构造满意度评估模型；从而建立基于源荷协同降碳机制下的综合能源系统调度模式；基于非精确概率机会约束的分布鲁棒优化理论，并充分考虑调度方案鲁棒性与经济性之间的制约关系，构建综合能源系统最优分布鲁棒经济调度模型，并求取折中解，以消除常规分布鲁棒优化的主观局限性，最终实现可均衡鲁棒性和经济性的综合能源系统优化调度。

技术领域

本发明属于综合能源调度技术领域，具体涉及一种源荷协同降碳的综合能源系统最优分布鲁棒经济调度方法。

背景技术

综合能源系统（IES）作为多种能源结构相互耦合而成的聚合体，其优化调度可以实现不同能源之间的优势互补，有效提高能源利用效率以及减少碳排放，是我国实现低碳承诺和能源高质量利用的重要手段。

目前国内外学者对综合能源系统优化调度展开了大量的研究。然而，现有研究都只是简单地将两种低碳手段分别作用在源荷两侧，且未能将定价策略与机组出力进行协同优化，忽略了对源荷之间互动降碳能力的挖掘。此外，综合能源系统内高比例可再生能源出力存在不确定性且不易控制。因此，针对综合能源系统的调度方案优化还需将其应对不确定性环境的鲁棒能力考虑在内。现有研究通常采用预设或拟合而成的单值概率分布对不确定变量进行表述。然而，在实际工程运用中，往往无法获得足够精确的单值概率分布，导致决策方案的有效性难以保证。为弥补上述研究存在的局限性，有学者开始采用分布鲁棒优化法来处理含不确定量的优化问题。然而，分布鲁棒优化因其鲁棒区间置信水平即鲁棒度需预先人为设定，存在较大的主观局限性。实际上，优化目标值会与鲁棒度紧密关联，甚至会相互制约。故在综合能源系统分布鲁棒优化调度中对关键性的鲁棒度进行主观预设无疑是不可取的，不仅很难保证最终求得的鲁棒方案为最优，而且鲁棒度该预设何值更为恰当这本身就是一个极难抉择的问题。

发明内容

为充分挖掘综合能源系统的降碳能力，本发明提供了一种源荷协同降碳的综合能源系统最优分布鲁棒经济调度方法。本发明通过对源侧产能体系与负荷侧用能体系实现互动调节，提出了一种综合能源系统源荷协同降碳机制；同时，为了应对系统内风光出力不确定性对优化调度的影响，基于非精确概率理论并充分考虑调度方案分布鲁棒性与经济性之间的制约关系，建立了综合能源系统最优分布鲁棒经济优化调度模型；采用该模型不仅能消除传统分布鲁棒优化中不确定性集合保守度主观设定的局限性，并能实现分布鲁棒水平与经济性均衡的最优分布鲁棒优化调度。

本发明采用的技术方案是：一种源荷协同降碳的综合能源系统最优分布鲁棒经济调度方法，包括以下步骤：

步骤一、建立基于源荷协同降碳机制下的综合能源系统调度模式：构建综合能源系统碳排放模型；在源侧建立源侧联合运行框架，用于碳捕集电厂、P2G设备、CHP机组、电锅炉的联合运行控制；在负荷侧设置价格型综合需求响应机制，并将每一时段的电价、气价作为变量与源侧可控单元进行协同优化；根据负荷受价格影响的变化情况，将负荷分为固定负荷、可转移负荷、可削减负荷以及可替换负荷；构建需求响应模型；综合考虑负荷侧不同种能源利用占比情况，设置用能占比系数，构造满意度评估模型。本发明通过构造用能方式满意度以及用能费用满意度约束，在确保不损害用户利益的前提下，通过对能源价格进行调控，来改善各时段的负荷结构，使得源侧产能结构与负荷侧用能结构实现互动调节，最大程度挖掘整个综合能源系统降低碳排、消纳风光的能力；

步骤二、构建的机会约束鲁棒区间集合模型：采用基于非精确概率理论的来构造风、光预测误差的累积概率分布函数模糊集，以样本点概率分布区间的形式来替代样本点处的单值概率；利用累积概率分布函数模糊集，找到其中最劣概率分布，然后构建机会约束鲁棒区间集合模型，用于来描述综合能源系统对风、光预测误差所产生扰动的容忍范围；

步骤三、构建并求解最优分布鲁棒经济多目标优化模型得到调度方案。