[发明专利]考虑双重耦合机制的电-气-热IES分布式优化控制方法

说明书

本发明涉及一种考虑双重耦合机制的电‑气‑热IES分布式优化控制方法，包括以下步骤：考虑碳‑绿证机制的耦合作用，并计及天然气和热水在管道传输中的延时效应，构建IES动态低碳经济调度模型；基于风电和电、气、热负荷不确定性，以及保护各网络运营商的数据隐私，建立电‑气‑热网络解耦的分布式鲁棒调度模型，并利用二阶锥对偶理论和交替优化方法求解。本发明实现电、气和热网络的信息保护和分散自治，有效降低电‑气‑热IES碳排放量并权衡系统运行鲁棒性和经济性，满足实际工程中的多样化决策需求，实现系统安全稳定经济运行。

技术领域

本发明涉及IES优化控制领域，具体涉及一种考虑双重耦合机制的电-气-热IES分布式优化控制方法。

背景技术

电-气-热综合能源系统(integrated energy system，IES)通过燃气轮机(gasturbine，GT)、热电联产(combined heat-power，CHP)机组和电转气(power to gas，P2G)等设备将电力网络、天然气网络和热力网络紧密耦合，对实现能量互补互济和阶梯利用具有重要意义。然而，现有IES调度过度追求经济效益，仅考虑了系统整体的经济成本，忽略了碳排放带来的附加环境成本，导致系统总效益低下。其次，电-气-热IES中的三个网络隶属于多个利益主体，每个利益主体都存在信息保护和独立决策的需求，难以与对方共享网络信息。此外，新能源出力和多能负荷未考虑源荷波动对系统优化运行的影响，不利于IES安全可靠运行。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种考虑双重耦合机制的电-气-热IES分布式优化控制方法，旨在解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种考虑双重耦合机制的电-气-热IES分布式优化控制方法，包括以下步骤：

考虑碳-绿证机制的耦合作用，并计及天然气和热水在管道传输中的延时效应，构建IES动态低碳经济调度模型；

基于风电和电、气、热负荷不确定性，以及保护各网络运营商的数据隐私，建立电-气-热网络解耦的分布式鲁棒调度模型，并利用二阶锥对偶理论和交替优化方法求解。

进一步的，所述IES动态低碳经济调度模型目标函数具体如下：

IES总成本表达式如下：

式中依次为火电机组发电成本、气源购气成本、热源购热成本、P2G设备运行成本、电/气/热负荷削减成本、碳交易成本以及绿证交易成本；T为总调度时长；下标t为时间；Ω_e、Ω_g、Ω_h和Ω_p2g分别为火电机组、气源、热源和P2G设备的集合；a_i、b_i、c_i为火电机组的耗量成本系数；P_G,i,t、F_G,p,t、H_G,m,t和P_P2G,i,t分别为火电机组i的发电量，气源p的供气量，热源m的供热量和P2G设备i消耗的电能；k_g、k_h和k_p2g分别为购气成本系数、购热成本系数和P2G设备运行成本系数；Ωcut e、Ωcut g和Ωcut h分别为电力网络、天然气网络和热力网络未满足负荷需求的节点集合；Pcut i,t、Fcutp,t和Hcut m,t分别为节点i未满足的电功率、节点p未满足的气流量和节点m未满足的热功率；

其中，碳交易成本和绿证成本C_GCT具体表达式如下：