[发明专利]基于随机规划和模型预测控制的区域能源互联网调度方法

说明书

本发明公开了一种基于随机规划和模型预测控制的区域能源互联网调度方法，包括如下步骤：(1)分析区域能源互联网内各机组、联络线的运行特性，构建各单元数学模型；(2)分析风、光可再生能源的出力及冷、热、电负荷不确定性，采用场景生成和削减技术，生成优化调度所需运行的预测场景数据；(3)建立以系统总运行成本最低为目标的日前调度随机规划模型，确定各机组的开停机状态；(4)建立以系统总运行成本最低为目标的日内调度随机规划模型，确定各机组日内运行功率；(5)采用模型预测控制技术建立日内实时滚动校正模型，修正各机组运行计划。本发明实现了负荷的精确跟踪和机组出力平滑，具有较强的动态性和鲁棒性。

技术领域

本发明涉及区域能源互联网系统多能源协调优化运行调度领域，尤其涉及一种基于多场景随机规划和模型预测控制的能源互联网调度方法。

背景技术

近年来，能源问题与环境问题日益凸显，清洁能源的开发和利用成为能源领域发展的必然趋势。而电力作为最主要的二次能源，以电网为依托，构建以风、光、气等多种能源为核心的综合能源供应体系势在必行。区域能源互联网通过对当地的可再生能源、分布式电源、储能、冷热电三联供等多种资源进行协调管理，有效解决多种分布式能源接入后产生的监控和调度困难，在能源转型过程中起到重要作用。

目前，传统的运行调度方法通常都是建立确定性模型的基础上，对机组运行进行开环控制，在外界干扰、可再生能源出力波动等不确定性影响下，会导致优化调度难以达到很好的效果。传统的运行调度方法具有以下缺点：

1、传统的能源系统运行调控，冷、热、电系统分别进行调度控制，系统间的耦合考虑不足，造成资源的浪费和运行成本增加。

2、对于风、光等可再生能源的不确定性，传统的确定性规划方法难以起到很好的效果，导致系统功率不平衡增加。

3、目前的电力系统、综合能源系统调度方法仍停留在开环的能量优化管理和控制上，在风、光等可再生能源及负荷存在预测误差的情况下，难以消除系统功率偏差，且受机组出力控制扰动影响较大。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于多场景随机规划和模型预测控制的区域能源互联网协调调度方法来解决这一问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是传统的能源系统运行调控对对于风、光等可再生能源的不确定性难以规划，机组出力控制扰动大，从而造成的资源的浪费和运行成本增加。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于多场景随机规划和模型预测控制的区域能源互联网调度方法。

包括以下步骤：

(1)分析区域能源互联网内各机组、联络线的运行特性，构建各单元数学模型，

区域能源互联网基本框架如图2所示，各单元数学模型包括：

①常规发电机组出力模型，

式中，C_g为常规发电机组发电成本；P_g为常规发电机组发电功率；a、b、c为常规发电机组发电成本系数。

②快速启动机组出力模型，

式中，C_f为快速启动机组发电成本；P_f为快速启动机组发电功率；a、b、c为常规发电机组发电成本系数。

③储能系统荷电状态更新模型：

SOC_t+1＝SOC_t(1-δ)+P_c,tη_cΔt/E_s-P_d,tη_dΔt/η_dE_s