[发明专利]一种城市区域能源互联网能量调度方法

说明书

本发明公开了属于优化调度技术领域的一种城市区域能源互联网能量调度方法。包括以下步骤：步骤1：设置目标函数和约束条件，建立能量调度优化数学模型；步骤2：结合分布式可再生能源出力预测数据与负荷预测数据，对出力系统发电能力进行预测，并对能量调度优化数学模型进行求解；步骤3：设置量子PSO算法参数，基于步骤2中出力预测数据与负荷预测数据运用量子PSO算法进行求解和分析。本发明实现了对城市区域能源互联网的多能源协同互济和能量优化调度；在降低对外部电网依赖的同时，促进电网运行过程中提高碳减排能力；同时减少了污染物处理成本。

技术领域

本发明涉及优化调度技术领域，尤其涉及一种城市区域能源互联网能量调度方法。

背景技术

城市区域能源互联网建设是加快城市化进程的需要，以清洁、低碳型能源为主，提高能源利用效率，建立高效、清洁、低碳型城市区域能源互联网体系，构建城市区域能源互联网系统尤为关键，其可减缓能源与资源、环境与社会发展的矛盾。

城市区域能源互联网往往主要是以电、热、气三大能流为基础能量单元；风电、光伏、生物质等作为新能源生产单元；冷热电三联供系统(combined cooling heating andpower，CCHP)、热电联产系统(combined heating and power，CHP)、电锅炉、燃气锅炉等设备作为能量耦合单元；储能设备作为存储单元，形成了生产、输送、存储、耦合、再输送的完整区域能源互联网系统架构。传统的城市区域能源互联网缺乏用能的统一规划，普遍存在能源浪费、电能紧缺等问题，极大影响了系统的运行效率和经济环境效益。需要求解合理的城市区域能源互联网调度运行方案来解决多能流间的耦合程度偏低、工业能源系统的协同互动薄弱等问题。

城市区域能源互联网多能源协同互济和能量优化的研究会让电网的运行具有安全性、经济性、可靠性和灵活性等特点，通过光伏出力、风电出力、分布式电源、电动汽车、天然气、热能等能源形式的多能互补、互为备用，从而节约投资成本、增强电力系统的灵活性和应变能力。

城市区域能源互联网的优化模型中存在着等式约束、不等式约束、线性约束以及网络约束等各种约束，并且综合考虑分布式发电单元的开停机状态会使得模型中存在整数变量等。

序列二次规划法是目前公认的求解约束非线性优化问题最有效的方法之一，与其他优化算法相比，其最突出的有点事收敛性好、计算效率高、边界搜索能力强，受到了广泛重视及应用。但其迭代过程中的每一步都需要求解一个或多个二次规划自问题。一般地，由于二次规划自问题的求解难以利用原问题的稀疏性、对称性等良好特性，随着问题规模的扩大，其计算工作量和所需存储量是非常大的。因此，目前的序列二次规划方法一般只适用于中小型问题。

传统的数学规划问题在描述具体对象数学模型中的系数时，通常都将这些系数设定为确定值。但在实际情况中，这种假设往往是不合理的。针对系统不确定性经济调度模型，通常采用模糊、随机和区间三种数学规划方法来描述和解决。但在实际应用中，随机规划和模糊规划这两种方法会存在以下缺点：

(1)随机规划方法需要较为精确的概率分布函数，而得到精确的概率分布函数则需要大量的不确定信息为基础。受到测量技术、经济成本以及实际条件等多方面的限制，在实际工程中往往很难获得大量的和精确的不确定信息。

(2)随机规划问题的求解通常采用蒙特卡洛方法。但是，传统的蒙特卡洛方法存在效率低、收敛性较差和误差较大等问题，要想利用随机规划方法达到预期的目标，需要引入较多减少估计量方差的方法。