[发明专利]一种综合能源系统多目标优化控制方法

说明书

本发明公开一种综合能源系统多目标优化控制方法，包括：基于实用区间化安全域，构建包含优化目标与运行约束的综合能源系统多目标优化控制模型；采用NSGA‑II算法求解上述控制模型，获得一组最优的系统优化控制方案集；针对管线出口负荷，通过调整开关状态、阀门开放量调整其大小，对管线出口负荷进行相应的削减或者增加，实现工作点在安全域中实用化不受可再生能源随机性影响区域的位置调整。该方法可以有效解决综合能源系统优化控制问题，在保证系统N‑1安全的前提下，将其调整至在供能数量与质量方面高效且具有高负荷裕度的状态，并获取相应优化控制策略。

技术领域

本发明涉及综合能源系统领域，含可再生能源的区域综合能源系统安全性分析领域，尤其涉及一种基于实用区间化安全域理论的综合能源系统多目标优化控制方法。

背景技术

综合能源系统是“互联网+”等先进能源利用理念在物理层面的具体体现，主要由社会供能网络(电热气等)、能源交换环节和广泛分布的终端综合能源单元系统构成，为多能源协调互济与综合利用提供了基础。由于能量转换设备的革新，能源耦合技术的发展，生活生产方式的改变，可再生能源的大量渗透等原因，其已经成为了未来能源利用模式的主要发展趋势之一。

综合能源系统在正常运行时可能处于供能低效，负荷调控裕度不足的状态，无法充分利用系统在量与质方面的供能潜力，且负荷需求的突增易引起系统越过安全边界。因此，如何在保证系统安全前提下将其调整至在供能效率等方面更佳的状态正受到一定重视。传统面向综合能源的优化控制大多基于逐点法，通过逐点仿真校验局部有限个运行点来判断安全状态，获取安全信息有限，计算量大、耗时长。域的方法可以通过提供系统安全运行的完整边界等各种安全信息，应用于系统的优化控制，极大的简化传统逐点法仿真校验的求解时间，有效解决上述问题，为调度员实施安全控制措施奠定了基础，是调度员进行决策判断的依据。

现有基于安全域的控制难以应用于集成可再生能源的综合能源系统，同时，一方面现有控制单一考虑控制后系统供能在量方面的高效，而忽略其在质方面的供能效率；另一方面忽略控制后负荷裕度大小。因此，如何基于实用区间化安全域理论，研究综合能源系统优化控制方法，实现控制后系统在量与质方面皆达到供能高效的状态，且具有高负荷裕度以应对系统负荷需求突增的状况，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于实用区间化安全域理论的综合能源系统多目标优化控制方法，该方法可以有效的解决综合能源系统从安全状态至在供能效率等方面更佳的状态的控制问题，实现控制后系统在量与质方面皆达到供能高效的状态，且具有高负荷裕度以应对系统负荷需求突增的状况。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种综合能源系统多目标优化控制方法，基于实用区间化安全域理论，包括以下步骤：

基于实用区间化安全域，构建包含优化目标与运行约束的综合能源系统多目标优化控制模型；

采用NSGA-II算法求解上述多目标优化控制模型，获得一组最优的综合能源系统优化控制方案集；

针对管线出口负荷，通过调整开关状态、阀门开放量调整管线段出口负荷的大小，对管线段出口负荷进行相应的削减或者增加，实现工作点在安全域中实用化不受可再生能源随机性影响区域的位置调整。

进一步的，所述综合能源系统多目标优化控制模型具体为：

(1)优化目标I：将区间化供能效率函数(interval energy supply efficiencyfunction，IESEF)最大化；

式中，ξ₁表示区间化供能效率函数的最大值；ITSC、分别表示综合能源系统区间化最大供能能力的上下界；κ表示权重系数；表示除去供应关键设备负荷外关键管线段m所供应负荷；M表示关键管线段数目。