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一种用于全可再生能源热电气储耦合系统的优化调控方法及装置


技术摘要:
本申请提供一种用于全可再生能源热电气储耦合供能系统的优化调控方法、装置、电子设备及计算机可读介质。该优化调控方法包括:根据日前负荷预测对所述供能系统进行日前优化获得日前优化结果;根据日内负荷预测对所述日前优化结果进行修正获得日内优化结果;根据所述日  全部
背景技术:
全可再生能源热电气储耦合供能系统的运行调控与传统电力、供热等系统的调度 存在较大差别,主要体现在:系统中供能侧与负荷之间耦合更加紧密,供能侧的可再生能源 出力和用能侧的冷热电负荷需求均存在较强的随机性与波动性,造成了供能侧和用能侧同 时具有双向不确定性;其次,系统同时为终端用户提供电能、热能等多种能源,存在耦合,所 以需要综合考虑可再生能源出力、冷热电负荷需求、能源系统运行约束等因素来做出调控 决策。此调控决策过程更加复杂。 目前,对于综合能源系统的优化调度主要集中在以化石燃料为主构建的综合能源 系统中,而且仍存在以下问题有待解决:1)优化中对不确定性因素考虑不足,例如,风电等 间歇性能源的输出功率通常作为常数来参与优化,导致调度计划偏离实际情况;2)忽略了 长期和短时调度之间的协调配合;3)优化调度过程中没有考虑对优化控制过程的反馈校 正,当短时间尺度内负荷及可再生能源出力的波动较大时,调度策略可能会失效。 因此,综合能源系统的优化调度方法不适用于过程更加复杂的全可再生能源热电 气储耦合供能系统。为此需要研究全可再生能源热电气储耦合供能系统的运行特性,建立 相应的优化调控机制,从而提高可再生能源的利用率,促进节能减排。
技术实现要素:
本申请旨在提供一种用于全可再生能源热电气储耦合供能系统的优化调控方法, 针对可再生能源出力与冷热电负荷的随机性波动性问题,建立系统复杂的优化调度决策和 快速的实时控制的分层调控框,通过多时间尺度优化机制,实现系统的安全经济运行。 根据本申请的一方面,本申请提供一种全可再生能源热电气储耦合供能系统的优 化调控方法,包括: 根据日前出力及负荷预测对所述供能系统进行日前优化获得日前优化结果; 根据日内负荷预测对所述日前优化结果进行修正获得日内优化结果; 根据所述日前优化结果和日内优化结果对所述系统中的设备进行实时控制和调 节。 根据本申请的一些实施例,所述全可再生能源包括:风能、太阳能、生物质能、水能 中的一种或多种;所述负荷包括:冷、热、电中的一种或多种。 根据本申请的一些实施例,所述日前优化,包括: 定义所述供能系统的日前优化模型; 根据所述供能系统的不确定性,定义出力及负荷日前预测; 5 CN 111555362 A 说 明 书 2/9 页 根据所述出力及负荷日前预测对所述日前优化模型进行求解。 根据本申请的一些实施例,所述日前优化模型包括: 以所述供能系统运行成本最小为优化目标,按照以下公式进行表示, 其中,X(t)表示所述供能系统中t时刻各设备负荷的连续变量矩阵,U(t)表示所述 系统供能中t时刻各设备启停值矩阵, 表示t时刻所述供能系统中可再生能源的出力 日前预测矩阵, 表示t时刻所述供能系统的负荷日前预测矩阵,AU(t) BX(t)≤G表示 t时刻所述供能系统中各设备本身及设备之间的约束, 表示t时刻所述供能 系统中的设备负荷约束, 表示t时刻所述供能系统的能量供需平衡约 束,N表示调度间隔点,A、B、C、D、F表示对应约束下变量的系数矩阵,G表示常数列向量,C表 示目标函数中系数列矩阵。 根据本申请的一些实施例,所述各设备本身及设备之间的约束包括: 设备调节容量约束或设备变负荷速率约束。 根据本申请的一些实施例,所述出力及负荷日前预测按照以下公式定义: 其中,ξlong(t)、Qlong(t)分别表示考虑不确定性后t时刻可再生能源的出力、负荷预 测矩阵, 分别表示t时刻可再生能源出力、负荷预测的最大波动偏差矩 阵。 根据本申请的一些实施例,所述日前优化模型的求解方法,包括:区间规划或鲁棒 优化方法。 根据本申请的一些实施例,所述日前优化结果,包括: 设备启停值矩阵和最佳负荷值矩阵。 根据本申请的一些实施例,根据日内负荷预测对所述日前优化结果进行修正获得 日内优化结果,包括: 按照以下公式定义所述供能系统的日内优化模型, 6 CN 111555362 A 说 明 书 3/9 页 其中Uω(t)、Xω(t)分别表示所述日前优化获得的t时刻所述供能系统中各设备启 停值、最佳负荷值矩阵,△X(k j)表示k j时刻各设备负荷的增量矩阵, 表示可再生 能源出力短期预测矩阵, 表示可再生能源负荷短期预测矩阵,R、C表示目标函数中的 系数列矩阵。 进一步地,根据日内负荷预测对所述日前优化结果进行修正获得日内优化结果, 还包括: 在某一优化调度时刻对未来若干个优化计算周期进行出力和负荷短期预测; 根据所述出力和负荷短期预测对所述日内优化模型进行求解获得未来若干个优 化计算周期内的设备最佳负荷增量序列; 将所述设备最佳负荷增量序列中的第一项作为下一个优化时刻的设备最佳负荷 增量; 经过一个优化调度周期,在下一个优化调度时刻到来时,重复以上步骤。 根据本申请的一些实施例,根据所述日前优化和日内优化结果对所述系统中的设 备进行实时控制和调节,包括: 将所述设备最佳负荷指令增量与所述最佳负荷值相结合作为最终优化结果。 本申请还提供一种用于全可再生能源热电气储耦合供能系统的优化调度装置,包 括: 日前优化模块,根据日前负荷预测对所述供能系统进行日前优化获得日前优化结 果; 日内优化模块,根据日内负荷预测对所述日前优化结果进行修正获得日内优化结 果; 实时调控模块,根据所述日前优化结果和日内优化结果对所述系统中的设备进行 实时控制和调节。 本申请还提供一种电子设备,包括:一个或多个处理器;存储装置,用于存储一个 或多个程序;当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个 处理器实现如上所述的日前调度优化方法。 本申请还提供一种计算机可读介质,其上存储有计算机程序,当所述一个或多个 程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现上述日前调度优化方 法。 本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变 得明显,或通过本申请的实践了解到。 附图说明 为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使 7 CN 111555362 A 说 明 书 4/9 页 用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。 图1示出根据本申请示例实施例的全可再生能源热电气储耦合供能系统组成示意 图。 图2示出根据本申请示例实施例的优化调控方法流程图。 图3示出根据本申请示例实施例的优化调控方法硬件架构示意图。 图4示出根据本申请示例实施例的优化调控装置组成框图。 图5示出根据本申请示例实施例的优化调控电子设备组成图。
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