[发明专利]基于电气热综合能源系统的输配协同优化调度方法及系统

说明书

本发明公开一种基于电气热综合能源系统的输配协同优化调度方法及系统，包括：以输电网机组运行成本和主动配电网中电气热综合运行成本最小为优化目标，构建基于电气热的输配协同优化调度模型；对模型进行解耦得到主动配电网模型和输电网模型；以输配网交换功率为耦合变量，将主动配电网模型并行优化后得到的交换功率作为耦合变量赋值给输电网模型，输电网模型被赋值后进行机组组合决策优化，将得到的交换功率赋值给主动配电网模型；直至满足优化目标和输配网交换功率耦合约束，以得到最优的机组组合运行调度方案。根据电气热多能耦合特性和输配物理互联特征构建协同优化框架，提出全网统一分析和分布式优化的调度思路。

技术领域

本发明涉及综合能源系统协调优化技术领域，特别是涉及一种基于电气热综合能源系统的输配协同优化调度方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

近年来，有关电-气-热综合能源系统(integrated energy system,IES)的研究中，在输电网(transmission grid,TG)层面，有文献提出考虑电转气消纳风电的电-气IES双层优化模型，通过提高风电消纳能力实现“削峰填谷”；有文献为应对风电高阶不确定性，提出电-气IES分布鲁棒协调优化调度模型，研究多场景下调度决策的灵活性和经济性，验证电-气耦合系统协同运行可提高风电消纳能力。在主动配电网(active distributionnetwork,ADN)层面，有文献提出基于分层自治的区域电-热IES优化调度模型，探讨热网灵活性对IES经济性的影响，验证电-热协调互补可提升系统运行的经济性；有文献为应对风电和市场价格的不确定性，提出基于电力、热力、天然气IES的日前调度模型。

但是，上述研究仅聚焦于输电网或配电网单个层级的优化调度，难以充分发挥各级电网可调度资源的互补优势。

因此，为实现全网资源的优化配置和提高新能源消纳水平，有必要打破各层级电网之间的壁垒，采用输配协同的调度模式。在输配协同的调度模式中，有文献提出一种分布式协调框架解决输配子网的经济调度问题，验证了输配协同调度应对可再生能源波动的优越性；有文献提出一种考虑风电不确定性的输配电网耦合分层分布式协调优化调度模型，验证了输配协同可协调全网资源，提高应对风电不确定性的能力；有文献提出一种输配耦合系统协调鲁棒备用调度模型，充分利用双方的发电资源，挖掘主动配电网应对不确定性的潜力。

但是，上述研究仅依赖于边界耦合变量的物理互联和信息交互，实现输配两层电网的协同优化调度，但未考虑电-气-热多能源系统的深度耦合，难以充分挖掘各级电网中多种能源的柔性互补潜力。

综上，传统的电、气、热能源系统相互分离、输配电网相互割裂的运行模式难以挖掘全网资源实现全局最优的调度策略，从而影响风电的消纳能力。在IES研究领域，研究仅聚焦于输电网或配电网单个层级的优化调度，难以充分发挥各级电网可调度资源的互补优势；在输配协同优化的研究领域，研究大多仅依赖于边界耦合变量的物理互联和信息交互，实现了输配两层电网的协同优化调度，但未考虑电-气-热多能源系统的深度耦合，难以充分挖掘各级电网中多种能源的柔性互补潜力。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种基于电气热综合能源系统的输配协同优化调度方法及系统，采用输配协同的调度模式，根据电气热多能耦合特性和输配物理互联特征构建协同优化框架，将主动配电网与输电网进行联合优化，提出全网统一分析和分布式优化的调度思路。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于电气热综合能源系统的输配协同优化调度方法，包括：

以输电网机组运行成本和主动配电网中电气热综合运行成本最小为优化目标，以输电网约束，主动配电网中的电力网约束、天然气网约束、热网约束和电气热耦合约束，以及输配网交换功率耦合约束为约束条件，构建基于电气热的输配协同优化调度模型；