基于*损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于

Distributed Optimal Scheduling Method and System for Multi-energy Hubs Based on * Minimum Loss

【技术实现步骤摘要】
基于*损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法及系统
本专利技术涉及电力系统能量调度
，特别是涉及基于损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法及系统。
技术介绍
随着全球能源紧缺现象的日益突出，合理优化调度，减小能耗，提高能源利用率已成为社会发展的必然需求。同一配网下，同时存在若干个能量枢纽(EnergyHub,EH)，每个EH由热电联产(CombinedHeatandPower,CHP)机组等能量供应和用户等能量消耗组成，涉及天然气、电以及热等多种不同形式的能量流。目前，不同EH由不同主体运营，各EH间CHP机组、光伏机组等装机不同，且负荷电热需求也不同。由于优化调度不合理导致能源利用率较低，如何合理优化调度，提高能量利用率是亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法及系统，通过合理优化调度，具有能够减小能耗，提高能量利用率的优点。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法，包括：获取能量数据参数；所述能量数据参数包括各个能量枢纽中机组的发电功率和供热功率，各个能量枢纽与电网交易电量，以及各个能量枢纽的期望交换电量和期望交换热量；根据所述期望交换电量计算电量残差值，并根据所述期望交换热量计算热量残差值；所述电量残差值反应电量交换需求量是否达到平衡，所述热量残差值反应热量交换需求量是否达到平衡；判断所述电量残差值是否小于电量收敛误差值，且所述热量残差值是否小于热量收敛误差值；若所述电量残差值小于电量收敛误差值并且所述热量残差值小于热量收敛误差值，输出所述能量数据参数；否则，根据所述能量数据参数建立优化调度模型；所述优化调度模型包括损目标函数和约束条件；根据所述优化调度模型更新所述能量数据参数；将更新所述能量数据参数的次数加1；判断所述次数是否大于预设值；若所述次数大于预设值，输出更新后的能量数据参数；若所述次数小于或等于预设值，返回步骤“根据所述期望交换电量计算电量残差值，并根据所述期望交换热量计算热量残差值”。可选的，所述根据所述期望交换电量计算电量残差值，并根据所述期望交换热量计算热量残差值，具体包括：根据如下公式计算所述电量残差值：根据如下公式计算所述热量残差值：式中，表示迭代次数为k时所述电量残差值，表示迭代次数为k时所述热量残差值，N表示所述能量枢纽的总个数，表示迭代次数为k时第i个能量枢纽的期望交换电量，表示迭代次数为k时第i个能量枢纽的期望交换热量。可选的，所述根据所述能量数据参数建立优化调度模型，具体包括：根据如下公式建立损目标函数：minli(x)＝[efueli+Efueli(max(Pgrid,i,0))]-[EPi+EQi+max(Expi,0)+max(Exhi,0)]+min(Pgrid,i,0)+γe(xpi)+γt(xhi)所述约束条件，具体包括：Pchpi+Ppvi-a1·xpi+Pgrid,i＝Pi+xpiHchpi-a2xhi＝Qi+xhi式中，minli(x)表示第i个能量枢纽的损目标函数的最小值，x＝[Pchpi,Hchpi,Pgrid,i],i＝[1,2,,,N]，N表示所述能量枢纽的总个数，Pchpi表示第i个能量枢纽中机组的发电功率，Hchpi表示第i个能量枢纽中机组的供热功率，Pgrid,i表示第i个能量枢纽与电网的交易电量，efueli表示第i个能量枢纽中机组消耗的天然气的值，Efueli表示第i个能量枢纽中固体燃料煤的值，EPi表示第i个能量枢纽中供给负荷电需求的电量EQi表示第i个能量枢纽中供给负荷热需求的热量Expi表示第i个能量枢纽中交易电量的值，Exhi表示第i个能量枢纽中交易热量的值，γe(xpi)表示在第i个能量枢纽进行交易电量时产生的电量损失导致的电量损值，γt(xhi)表示在第i个能量枢纽进行交易热量时产生的热量损失导致的热量损值，Ppvi表示第i个能量枢纽光伏出力数据，a1为电量损失系数，a2为电量损失系数，xpi表示第i个能量枢纽的期望交换电量，xhi表示第i个能量枢纽的期望交换热量，Pi表示第i个能量枢纽的用户电负荷，Qi表示第i个能量枢纽的室内热量，ηchpi表示第i个能量枢纽的机组发电效率，ηL表示散热损失率，δheat表示供热系数。可选的，根据如下公式计算所述第i个能量枢纽中机组消耗的天然气的值efueli：efueli＝0.950Lh·Fchpi式中，Lh表示天然气高位发热量，Fchpi表示消耗天然气与产出之间函数值，LHVNG表示天然气低热值，Δt表示时间段长度；根据如下公式计算所述第i个能量枢纽中固体燃料煤的值Efueli：Efueli＝Ll·θgi·Pgrid,i式中，Ll表示煤的低位发热量，θgi表示第i个能量枢纽中电网电力标准煤折合系数；根据如下公式计算所述第i个能量枢纽中供给负荷热需求的热量EQi：式中，表示t+1时刻的室内温度；表示t时刻的室内温度；To表示环境温度；Cair表示空气比热；R表示空气热阻；表示t时刻用户所需热量；根据如下公式计算所述第i个能量枢纽中供给负荷电需求的电量EPi：EPi＝Pi式中，Pi表示第i个能量枢纽的用户电负荷；根据如下公式计算所述第i个能量枢纽中交易电量的值Expi：Expi＝xpi；根据如下公式计算所述第i个能量枢纽中交易热量的值Exhi：根据如下公式计算所述在第i个能量枢纽进行交易电量时产生的电量损失导致的电量损值γe(xpi)：根据如下公式计算所述在第i个能量枢纽进行交易热量时产生的热量损失导致的热量损值γt(xhi)：可选的，所述根据所述优化调度模型更新所述能量数据参数，具体包括：根据如下公式更新所述能量数据参数：式中，Pchpi'表示更新后的第i个能量枢纽中机组的发电功率，Hchpi'表示更新后的第i个能量枢纽中机组的供热功率，Pgrid,i'表示更新后的第i个能量枢纽与电网的交易电量，N表示所述能量枢纽的总个数，ρ表示惩罚系数，minli(x)表示第i个能量枢纽的损目标函数的最小值，xpi表示第i个能量枢纽的期望交换电量，xhi表示第i个能量枢纽的期望交换热量，表示第k次迭代时第i个能量枢纽的交换电量，表示第k次迭代时第i个能量枢纽的交换热量，表示第k次迭代时平均期望交换电量，表示第k次迭代时平均期望交换热量，表示第k次迭代时电量拉格朗日乘子，表示第k次迭代时热量拉格朗日乘子，本专利技术还提供一种基于损最低的多能量枢纽分布式优化调度系统，包括：能量数据参数获取模块，用于获取能量数据参数；所述能量数据参数包括各个能量枢纽中机组的发电功率和供热功率，各个能量枢纽与电网交易电量，以及各个能量枢纽的期望交换电量和期望交换热量；残差计算模块，用于根据所述期望交换电量计算电量残差值，并根据所述期望交换热量计算热量残差值；所述电量残差值反应电量交换需求量是否达到平衡，所述热量残差值反应热量交换需求量是否达到平衡；第一判断模块，用于判断所述电量残差值是否小于电量收敛误差值，且所述热量残差值是否小于热量收敛误差值；若所述电量残差值小于电量收敛误差值并且所述热量残差值小于热量收敛误差值，则将指令发送至能量数据参数输出模块；否则，将指令发送至优化调度模型建立模块；所述优化调度模型建立模块，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于

【技术特征摘要】
1.一种基于损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法，其特征在于，包括：获取能量数据参数；所述能量数据参数包括各个能量枢纽中机组的发电功率和供热功率，各个能量枢纽与电网交易电量，以及各个能量枢纽的期望交换电量和期望交换热量；根据所述期望交换电量计算电量残差值，并根据所述期望交换热量计算热量残差值；所述电量残差值反应电量交换需求量是否达到平衡，所述热量残差值反应热量交换需求量是否达到平衡；判断所述电量残差值是否小于电量收敛误差值，且所述热量残差值是否小于热量收敛误差值；若所述电量残差值小于电量收敛误差值并且所述热量残差值小于热量收敛误差值，输出所述能量数据参数；否则，根据所述能量数据参数建立优化调度模型；所述优化调度模型包括损目标函数和约束条件；根据所述优化调度模型更新所述能量数据参数；将更新所述能量数据参数的次数加1；判断所述次数是否大于预设值；若所述次数大于预设值，输出更新后的能量数据参数；若所述次数小于或等于预设值，返回步骤“根据所述期望交换电量计算电量残差值，并根据所述期望交换热量计算热量残差值”。2.根据权利要求1所述的基于损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法，其特征在于，所述根据所述期望交换电量计算电量残差值，并根据所述期望交换热量计算热量残差值，具体包括：根据如下公式计算所述电量残差值：根据如下公式计算所述热量残差值：式中，表示迭代次数为k时所述电量残差值，表示迭代次数为k时所述热量残差值，N表示所述能量枢纽的总个数，表示迭代次数为k时第i个能量枢纽的期望交换电量，表示迭代次数为k时第i个能量枢纽的期望交换热量。3.根据权利要求1所述的基于损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法，其特征在于，所述根据所述能量数据参数建立优化调度模型，具体包括：根据如下公式建立损目标函数：所述约束条件，具体包括：Pchpi+Ppvi-a1·xpi+Pgrid,i＝Pi+xpiHchpi-a2xhi＝Qi+xhi式中，minli(x)表示第i个能量枢纽的损目标函数的最小值，x＝[Pchpi,Hchpi,Pgrid,i],i＝[1,2,,,N]，N表示所述能量枢纽的总个数，Pchpi表示第i个能量枢纽中机组的发电功率，Hchpi表示第i个能量枢纽中机组的供热功率，Pgrid,i表示第i个能量枢纽与电网的交易电量，efueli表示第i个能量枢纽中机组消耗的天然气的值，Efueli表示第i个能量枢纽中固体燃料煤的值，EPi表示第i个能量枢纽中供给负荷电需求的电量EQi表示第i个能量枢纽中供给负荷热需求的热量Expi表示第i个能量枢纽中交易电量的值，Exhi表示第i个能量枢纽中交易热量的值，γe(xpi)表示在第i个能量枢纽进行交易电量时产生的电量损失导致的电量损值，γt(xhi)表示在第i个能量枢纽进行交易热量时产生的热量损失导致的热量损值，Ppvi表示第i个能量枢纽光伏出力数据，a1为电量损失系数，a2为电量损失系数，xpi表示第i个能量枢纽的期望交换电量，xhi表示第i个能量枢纽的期望交换热量，Pi表示第i个能量枢纽的用户电负荷，Qi表示第i个能量枢纽的室内热量，ηchpi表示第i个能量枢纽的机组发电效率，ηL表示散热损失率，δheat表示供热系数。4.根据权利要求3所述的基于损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法，其特征在于，根据如下公式计算所述第i个能量枢纽中机组消耗的天然气的值efueli：efueli＝0.950Lh·Fchpi式中，Lh表示天然气高位发热量，Fchpi表示消耗天然气与产出之间函数值，LHVNG表示天然气低热值，Δt表示时间段长度；根据如下公式计算所述第i个能量枢纽中固体燃料煤的值Efueli：Efueli＝Ll·θgi·Pgrid,i式中，Ll表示煤的低位发热量，θgi表示第i个能量枢纽中电网电力标准煤折合系数；根据如下公式计算所述第i个能量枢纽中供给负荷热需求的热量EQi：式中，表示t+1时刻的室内温度；表示t时刻的室内温度；To表示环境温度；Cair表示空气比热；R表示空气热阻；表示t时刻用户所需热量；根据如下公式计算所述第i个能量枢纽中供给负荷电需求的电量EPi：EPi＝Pi式中，Pi表示第i个能量枢纽的用户电负荷；根据如下公式计算所述第i个能量枢纽中交易电量的值Expi：Expi＝xpi；根据如下公式计算所述第i个能量枢纽中交易热量的值Exhi：根据如下公式计算所述在第i个能量枢纽进行交易电量时产生的电量损失导致的电量损值γe(xpi)：根据如下公式计算所述在第i个能量枢纽进行交易热量时产生的热量损失导致的热量损值γt(xhi)：5.根据权利要求1所述的基于损最低的多能量枢纽分布式优化调度方法，其特征在于，所述根据所述优化调度模型更新所述能量数据参数，具体包括：根据如下公式更新所述能量数据参数：式中，Pchpi'表示更新后的第i个能量枢纽中机组的发电功率，Hchpi'表示更新后的第i个能量枢纽中机组的供热功率，Pgrid,i'表示更新后的第i个能量枢纽与电网的交易电量，N表示所述能量枢纽的总个数，ρ表示惩罚系数，minli(x)表示第i个能量枢纽的损目标函数的最小值，xpi表示第i个能量枢纽的期望交换电量，xhi表示第i个能量枢纽的期望交换热量，表示第k次迭代时第i个能量枢纽的交换电量，表示第k次迭代时第i个能量枢纽的交换热量，表示第k次迭代时平均期望交换电量，表示第k次迭代时平均期望交换热量，表示第k次迭代时电量拉格朗日乘子，表示第k次迭代时热量拉格朗日乘子，6.一种基于损最低的多能量枢纽分布式优化调度系统，其特征在于，包括：能量数据参数获取模块，用于获取能量数据参数；所述能量数据参数包括各个能量枢纽中机组的发电功率和供热功率，各个能量枢纽与电网交易电量，以及各个能量枢纽的期望交换电量和期望交换热量；残差计算模块，用于根据所述期望交换电量计算电量残差值，并根据所述期望交换热量计算热量残差值；所述电量残差...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘念，盛超群，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11