[发明专利]多能源系统中气网和电网耦合的时序随机优化方法

说明书

本发明涉及一种多能源系统中气网和电网耦合的时序随机优化方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、建立二阶段时序有补偿随机优化的基本模型；步骤2、以配电网络和天然气网络的投资成本和运行成本最小为前提，建立规划问题的目标函数；步骤3、分别建立电力网络运行约束、天然气与分布式天然气发电机耦合的运行约束和天然气网络运行约束；步骤4、在通用代数建模系统GAMS中利用扩展数学规划框架和分支定界算法对问题进行求解。本发明考虑了电力需求的不确定性，与现有的求解方法相比更加精确，更适用于长期规划问题的求解。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，涉及天然气网络和电力网络耦合的时序随机优化方法，尤其是一种多能源系统中气网和电网耦合的时序随机优化方法。

背景技术

由于在世界范围内电力需求增加和电力线路传输容量的限制，以及在减少温室气体排放的政策引导下，分布式发电的数量呈上升趋势。分布式发电机的功率相对较小，容量满足本地电力需求，且与配电网络直接相连，故其可以提高电力系统的安全性和可靠性，并降低运营成本，提供多样化的辅助服务。由于分布式天然气发电机的安装时间短，发电效率高，投资和运营成本低，能较好地弥补电力供应的缺陷，故其非常适合于提供辅助服务，以及缓解可再生能源发电的间歇性问题。由于分布式天然气发电机的运行依赖于天然气的供应，故协同规划考虑分布式天然气发电机的天然气网络与配电网络具有很大的必要性。

天然气网络与电力网络的协同优化问题需要考虑一些不确定性参数，比如电力需求和天然气需求，故该问题是一个随机优化问题。对于该问题的求解，常常使用启发式算法，然而启发式算法一般是从所有选项中选取最佳选项，故其解的精度与选项的精度有关。若选项的精度不足，则其解的精度也较差，故本发明在启发式算法的基础上，利用解析法使选项的精度达到要求，从而保证了解的精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理、安全性稳定性高且求解精确的多能源系统中气网和电网耦合的时序随机优化方法。

本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：

一种多能源系统中气网和电网耦合的时序随机优化方法，包括以下步骤：

步骤1、建立二阶段时序有补偿随机优化的基本模型；

步骤2、以配电网络和天然气网络的投资成本和运行成本最小为前提，建立规划问题的目标函数；

步骤3、分别建立电力网络运行约束、天然气与分布式天然气发电机耦合的运行约束和天然气网络运行约束；

步骤4、在通用代数建模系统GAMS中利用扩展数学规划框架和分支定界算法对问题进行求解。

而且，所述步骤1的二阶段时序有补偿随机优化的基本模型的具体步骤包括：

(1)在未出现具有不确定性参数的前提下，进行第一阶段的优化；

(2)在出现不确定性参数后，再进行第二阶段的优化，其计算公式为；

s.t Ax＝b

x≥0

其中：

Q(x,ξ)＝min[q(ω)^Ty(ω)]

T(ω)x+Wy(ω)＝h(ω)

y(ω)≥0