计及综合需求响应的互联系统分布式优化调度方法及系统与流程

技术特征：
1.计及综合需求响应的互联系统分布式优化调度方法，其特征在于，包括：构建多区域综合能源系统总运行费用最少的目标函数；根据电网可转移的负荷、气网可转移的负荷、电网中电转气的转换效率和气网中气转电的转换效率，构建综合需求响应模型；根据目标函数，结合电网约束、气网约束、区域联络线约束和综合需求响应模型，构建多区域互联系统调度模型；采用admm算法求解多区域互联系统调度模型，得到完全分布式调度策略。2.根据权利要求1所述的计及综合需求响应的互联系统分布式优化调度方法，其特征在于，所述目标函数为：式中：r为区域集合；t为调度周期；u
r
、g
r
、w
r
、m
r
分别为区域r中火电机组、燃气轮机、气源设备和p2g设备集合；a
u
、b
u
、c
u
为火电机组的出力特性系数；c
g
为燃气轮机燃气成本系数；c
w
气井w的天然气产气成本系数；c
m
是p2g设备m的电转气成本系数；p
u,t
为火电机组u在t时刻的出力；p
g,t
为燃气轮机g在t时刻的出力；p
m,t
为p2g设备m在t时刻消耗的电量；q
w,t
为气井w在t时刻的天然气产量。3.根据权利要求1所述的计及综合需求响应的互联系统分布式优化调度方法，其特征在于，所述综合需求响应模型包括可转移负荷模型和可替代负荷模型；所述可转移负荷模型为：所述可转移负荷模型为：所述可转移负荷模型为：所述可转移负荷模型为：式中：为电力节点i、天然气节点k处的基线负荷；为电力节点i、天然气节点k处的基线负荷；为电力节点i、天然气节点k处的可转移负荷；分别为可转移电负荷上下限；分别为可转移气负荷的上下限；所述可替代负荷模型为：p
g,t
＝η
g
h
gv
q
g,t
q
m,t
＝η
m
p
m,t
/h
gv
式中：η
g
为燃气轮机g的气转电转换效率；h
gv
为天然气的高热值，η
m
为p2g设备m的电转气转换效率。4.根据权利要求1所述的计及综合需求响应的互联系统分布式优化调度方法，其特征在于，所述电网约束包括：节点功率平衡约束、机组出力上下限约束、爬坡约束和支路潮流
约束；节点功率平衡约束为：在任意时刻，流入某节点的电功率之和与流出该节点的电功率之和相同；机组出力上下限约束为：p
e,min
≤p
e,t
≤p
e,max e∈u∪g式中：p
e,t
、p
e,min
、p
e,max
分别为发电机组e在t时刻的出力和其上、下限，发电机组e为火电机组和燃气轮机的集合；爬坡约束为：式中：分别为发电机组e的爬坡速率上限和下限；支路潮流约束为：式中：x
ij
为支路ij的电抗值，θ
i
、θ
j
为节点i、j的电压相角。5.根据权利要求1所述的计及综合需求响应的互联系统分布式优化调度方法，其特征在于，所述气网约束包括：节点流量平衡约束、气源出气约束、节点压力约束、压缩机约束和管道流量约束，节点流量平衡约束为：在任意时刻，流入节点的天然气流量之和与流出节点的天然气流量之和相等；气源出气约束：q
w,min
≤q
w,t
≤q
w,max
式中：q
w,min
、q
w,max
分别为气井w出力的下限与上限；节点压力约束：p
k,min
≤p
k,t
≤p
k,max
式中：p
k,min
、p
k,max
分别为节点k压力的下限与上限；p
k,t
为t时刻节点k的压力；压缩机约束：p
h,t
≤βp
k,t
式中：β为压缩机的压缩系数；管道流量约束：q
kh,min
≤q
kh,t
≤q
kh,max
式中：q
kh,t
为管道kh的流量；c
kh
是与管道有关的常系数；q
kh,min
、q
kh,max
为管道kh流量的下限与上限；为二进制变量，为1表示天然气从节点k流向h。6.根据权利要求1所述的计及综合需求响应的互联系统分布式优化调度方法，其特征在于，所述区域联络线约束包括：联络线传输容量约束、交易合同约束和交换计划约束，联络线传输容量约束为：-t
ab,max
≤t
ab,t
≤t
ab,max
,a,b∈r
‑
g
ab,max
≤g
ab,t
≤g
ab,max
,a,b∈r式中：t
ab,t
、g
ab,t
分别表示t时刻区域a与区域b之间电网部分、气网部分的联络线的传输功率与天然气流量；t
ab,max
、g
ab,max
为常数，分别表示联络线的极限传输功率与天然气流量；交易合同约束为：交易合同约束为：式中：e
ab
、f
ab
为区域ab在规定时间内约定的交易总电量与天然气量；交换计划约束为：交换计划约束为：式中：为互联区域在t时刻计划交换能量的最大、最小值；为互联区域在t时刻计划交换能量的最大、最小值；为互联区域计划交换天然气量的最大、最小值。7.根据权利要求1所述的计及综合需求响应的互联系统分布式优化调度方法，其特征在于，所述采用admm算法求解多区域互联系统调度模型的具体过程包括：step 1：对多区域互联系统调度模型中的所有变量和参数赋初值，包括：迭代次数k＝0，区域编号a＝1、b＝2、c＝3；step 2：根据admm串行算法求解子区域a的优化问题；step 3：比较区域a与互联区域的编号大小，如果区域a的编号大于其某个互联区域编号，则区域a负责计算与该区域共用的拉格朗日乘子值；step 4：区域编号a＝a 1，如果区域a的编号大于整个系统的最大编号，执行步骤5；否则，返回执行step 2；step 5：求解原始残差与对偶残差，并将求解得到的结果与给定的误差允许值进行比较，判断两个残差是否在都在允许范围之内；如果两个残差都在允许范围内，则问题求解结束；否则，迭代次数k＝k 1，区域编号重置，返回执行step 2。8.计及综合需求响应的互联系统分布式优化调度系统，其特征在于，包括：第一构建模块，其被配置为：构建多区域综合能源系统总运行费用最少的目标函数；第二构建模块，其被配置为：根据电网可转移的负荷、气网可转移的负荷、电网中电转气的转换效率和气网中气转电的转换效率，构建综合需求响应模型；第三构建模块，其被配置为：根据目标函数，结合电网约束、气网约束、区域联络线约束和综合需求响应模型，构建多区域互联系统调度模型；求解模块，其被配置为：采用admm算法求解多区域互联系统调度模型，得到完全分布式调度策略。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的计及综合需求响应的互联系统分布式优化调度方法中的步骤。10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计
算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的计及综合需求响应的互联系统分布式优化调度方法中的步骤。

技术总结
本发明属于综合能源系统领域，提供了一种计及综合需求响应的互联系统分布式优化调度方法及系统。该方法包括，构建多区域综合能源系统总运行费用最少的目标函数；根据电网可转移的负荷、气网可转移的负荷、电网中电转气的转换效率和气网中气转电的转换效率，构建综合需求响应模型；根据目标函数，结合电网约束、气网约束、区域联络线约束和综合需求响应模型，构建多区域互联系统调度模型；采用ADMM算法求解多区域互联系统调度模型，得到完全分布式调度策略。本发明能够实现最大化能源利用率。本发明能够实现最大化能源利用率。本发明能够实现最大化能源利用率。


技术研发人员：张鹏 成小彬 孙逢麟 吕学志 李尊华 孔庆峰 李建杰 曹金京 穆明亮 辛春青 李蓬
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司滨州供电公司
技术研发日：2022.07.29
技术公布日：2022/12/16