【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于模型仿真，具体涉及一种基于能量流响应叠加的综合能源调度方法及系统。
技术介绍
1、在当今多能源互联系统中，对综合能源系统灵活调度的需求大幅增加。为满足这一需求，动态优化能量流技术必须提高其准确性、效率和收敛性。综合能源系统的动态优化能量流计算的主要困难在于模拟复杂的天然气和热量传输动力学。
2、当前动力学模型包含大量的复杂特征方差，无法支持高效计算。常规求解方法采用有限差分法，例如对模型进行时空差分，将长管道转换为若干元素，然后递归求解。在用平均气体速度近似天然气网络偏微分方程中的二阶项后使用了有限差分法。
3、然而对于有限差分法而言，时间和空间上的微分步长越小，截断误差越小，精度越高，这也意味着优化问题中的约束条件和变量增加，导致求解效率降低。
技术实现思路
1、针对现有技术的上述不足，本专利技术提供一种基于能量流响应叠加的综合能源调度方法及系统，以解决上述技术问题。
2、第一方面，本专利技术提供一种基于能量流响应叠加的综合能源调度方法，包括：
3、基于离散时域映射函数为综合能源构建能量流模型，所述离散时域映射函数基于叠加原理将离散变量映射为连续时域函数；
4、利用预先获取的已知变量，推导所述离散时域映射函数的参数值，将所述参数值代入离散时域映射函数得到优化能量流模型；
5、将已知数据输入所述优化能量流模型，得到相应决策变量的取值，基于决策变量取值生成能量流约束条件；
6、基于所述能
7、在一个可选的实施方式中，所述离散时域映射函数包括：
8、；
9、其中，表示的时间；表示第次分解的时域连续映射函数；
10、所述离散时域映射函数将已知离散变量表示为连续函数，然后将连续函数分解为幅度为和相移为（）的阶跃函数，利用单位阶跃响应矩阵完成分解后的连续映射，将结果叠加形成一个总的连续时域函数，将离散时间值代入即可得到时域离散映射。
11、在一个可选的实施方式中，基于离散时域映射函数为综合能源构建能量流模型，包括：
12、天然气网络在 l-域中的能量流模型包括：
13、；
14、；
15、其中，表示 l-域中的维数；和是节点注入气体质量流量和节点压力的未知变量向量；其中是天然气网络的简化单位阶跃响应矩阵；和是阶跃脉冲振幅乘以第次和第次已知变量的相移之和；和是和的向量；
16、热网的能量流模型包括：
17、；
18、；
19、；
20、其中，和是源节点温度和负载温度变化的阶跃脉冲矢量，为热网中的已知变量；和分别是热网中源点和负载温度变化的单位阶跃响应矩阵；和是供热和回流网络的简化单位阶跃响应矩阵，用于将非源节点温度表达为源节点对温度变化响应的叠加；
21、电网的能量流模型包括：
22、注入偏移因子矩阵的表达式为：
23、；
24、通过分支的功率流矢量表达式为：
25、；
26、其中，为对角线支路感抗矩阵；为电气节点与支路之间的入射矩阵；为电网中节点的功率注入或撤出矢量；
27、综合能源系统的统一动态能量流模型包括：
28、从初始状态出发，天然气网络的状态变量对脉冲变化的响应模型为：
29、；
30、从初始状态出发，热网的状态变量对脉冲变化的响应模型为：
31、；
32、从初始状态出发，电网的功率流模型为：
33、；
34、其中，表示状态变量与其初始值之间的数值差距；
35、综合能源系统的统一动态能量流可表示为
36、；
37、其中，表示综合能源系统中的未知状态变量；表示天然气网络和热网的单位阶跃响应矩阵，以及电网的注入偏移因子常量矩阵；和是的索引和编号，其中在天然气网络和电网中，在热网中；是天然气网络和热网中第次已知状态变量的变化脉冲向量，也是电网中注入节点的功率变化向量；表示未知变量初始状态值的常数向量。
38、在一个可选的实施方式中，利用预先获取的已知变量，推导所述离散时域映射函数的参数值，将所述参数值代入离散时域映射函数得到优化能量流模型，包括：
39、将已知变量表示为连续阶跃函数，所述连续阶跃函数经过分解和拉普拉斯变换提取出振幅和相移；对于长度为的的第个元素，计算方法包括：
40、；
41、其中，和是的指数和步长变化数；和是的第次脉冲的振幅和起始时间，它指的是中的第次元素；表示的初始值；
42、假设是一个大小为（）的矩阵，向量的长度为；在-域中，中的第次元素对的第次脉冲的响应可以推导为：
43、；
44、在时域中的分解连续映射函数表示为：
45、；
46、其中，是第行和第列的元素；表示时域中的；是单位步长函数；是卷积运算；
47、时域中对的连续响应描述为分解的连续映射函数及其初始值的叠加，包括：
48、；
49、对向量的响应表示为：
50、；
51、其中，是的初始值；
52、将未知变量的采样时间代入表达式中的t，得到其离散映射函数，在处的值为：
53、；
54、在已知和的情况下，表示为常数；
55、将状态变量表示为已知变量乘以一个常数的叠加，在映射中没有引入多层嵌套计算和时频域转换；当系统参数不变时，是一个固定常数。
56、在一个可选的实施方式中，将已知数据输入所述优化能量流模型，得到相应决策变量的取值，基于决策变量取值生成能量流约束条件，包括：
57、将已知数据输入优化能量流模型，所述已知数据包括预测数据和系统初始状态，其中预测数据包括气源压力、燃气负荷、热负荷和电力负荷；
58、利用优化能量流模型将已知数据转换为决策变量，所述决策变量包括电网中的节点注入功率、天然气网络中的节点注入气体流量以及热源设定的温度；
59、取决策变量向量表示注入节点w的气体质量速率，其中是在时注入节点w的气体质量速率，将表示为-域中的连续阶跃函数，变化的振幅和起始时间表示为，能量流约束为：
60、；
61、其中，是变化的时间索引；是的初始值；基于所述
62、基于所述能量流约束计算、、、和，基于计算结果生成低维能量流约束条件，包括：
63、；
64、；
65、；
66、；
67、其中，和分别表示在t时注入气源节点w的气体流量和净负荷节点w的气体压力、其中和分别为初始值；表示w的状态变本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于能量流响应叠加的综合能源调度方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离散时域映射函数包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于离散时域映射函数为综合能源构建能量流模型，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用预先获取的已知变量，推导所述离散时域映射函数的参数值，将所述参数值代入离散时域映射函数得到优化能量流模型，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将已知数据输入所述优化能量流模型，得到相应决策变量的取值，基于决策变量取值生成能量流约束条件，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述能量流约束条件对预先构建的目标函数求解，得到调度方案，包括：
7.一种基于能量流响应叠加的综合能源调度系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述离散时域映射函数包括：
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，基于离散时域映射函数为综合能源构建能量流模型，包括：
10.
...【技术特征摘要】
1.一种基于能量流响应叠加的综合能源调度方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离散时域映射函数包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于离散时域映射函数为综合能源构建能量流模型，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用预先获取的已知变量，推导所述离散时域映射函数的参数值，将所述参数值代入离散时域映射函数得到优化能量流模型，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将已知数据输入所述优化能量流模型，得到相应决策变量的取值，基于决策变量取值生成能量流约束条件...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵浩然，王梦雪，刘春阳，黄晓莉，杜雨欣，王瑞琪，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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