计及跟踪性及不确定性的综合能源系统分布鲁棒配置方法

技术特征：
1.一种计及跟踪性及不确定性的综合能源系统分布鲁棒配置方法，其特征在于，包括：构建冷热电综合能源系统中各个设备的数学模型，根据所述数学模型构建各个设备的单回路反馈调节系统，根据所述单回路反馈调节系统得到谐振频率；通过所述谐振频率构建反映各个设备出力变化及动态响应速度的频域动态指标；根据可再生能源实际出力与预测出力，对可再生能源误差分布的概率分布进行拟合，生成基础场景，通过聚类方法对基础场景进行缩减得到代表性场景及其对应的不确定性因素的概率分布；构建所述综合能源系统的分布鲁棒配置优化模型，则所述分布鲁棒配置优化模型的目标函数包括经济性指标、频域动态指标和环保性指标，约束条件包括能量平衡约束和设备特性约束；向所述分布鲁棒配置优化模型输入初始参数，根据地域负荷和代表性场景的场景值，通过列与约束生成算法对所述分布鲁棒配置优化模型进行求解，得到求解结果；根据实际需求结合所述求解结果选择最合适的综合能源系统的设备容量配置方案。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频域动态指标表示为：其中，f
c
表示综合能源系统的频域动态指标；n
d
表示设备的类型总数；n
t
表示设备运行的总时段；表示编号为nd的设备在t时刻的功率输出值；m
r,nd
表示编号为nd的设备的谐振峰值；ω
r,nd
表示编号为nd的设备的谐振频率。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标函数表示为：其中，表示维度为1
×
nd的投资成本系数向量，表示维度为1
×
nd的运行成本系数向量，表示维度为1
×
nd的燃料成本系数向量，表示维度为1
×
nd的惩罚系数向量，表示维度为1
×
nd的co2排放系数向量，表示维度为1
×
nd的nox排放系数向量，表示维度为1
×
nd的谐振频率系数向量；w1表示经济性指标的权重值，w2表示环保性指标的权重值，w3表示动态性能指标的权重值；cap表示各个设备的容量，维度为nd
×
1；表示各个设备的输出功率，维度为nd
×
1；表示各个设备输出功率与设定值之间的偏差向量；表示各个设备的燃料消耗量向量，维度为nd
×
1；p
s
表示第s个场景的概率分布值；ns表示总的场景数(个)；m
r
表示谐振峰值。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述能量平衡约束包括电能平衡约束、热能平衡约束和冷能平衡约束，表示为：
其中，表示微型燃气轮机设备的电输出功率；表示光伏设备的电输出功率；表示风机设备的电输出功率；表示蓄电池的放电功率；表示蓄电池的充电功率；表示热泵的耗电功率；表示电制冷机的耗电功率；表示热泵设备的热输出功率；表示供热锅炉的热输出功率；表示储热罐设备的放热功率；表示储热罐设备的储热功率；表示溴化锂制冷机的冷输出功率；表示电制冷机的冷输出功率；表示储冷罐放能的冷输出功率；表示储冷罐储能的冷输出功率；表示用户的电负荷；表示用户的热负荷；表示用户的冷负荷；表示蓄电池的放电状态；表示蓄电池的充电状态；表示蓄热罐的放热状态；表示蓄热罐的储热状态；表示储冷罐的放热状态；表示储冷罐的储热状态。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述设备特性约束包括微型燃气轮机模型特性约束、热泵设备特性约束、燃气锅炉设备特性约束、溴化锂制冷机设备特性约束、电制冷机设备特性约束、蓄电池特性约束、储热罐设备特性约束和储冷罐设备特性约束；所述微型燃气轮机模型特性约束表示为：其中，表示微型燃气轮机的功率输出的下限；表示微型燃气轮机的功率输出的上限；表示微型燃气轮机运行所需的天然气热量；表示微型燃气轮机的热功率；η
mgt
表示微型燃气轮机发电效率；所述热泵设备特性约束表示为：其中，表示热泵运行过程中的热输出功率的下限；表示热泵运行过程中的热输出功率的上限，cop
hp
表示热泵设备的能效系数；所述燃气锅炉设备特性约束表示为：其中，表示燃气锅炉运行过程中的供热功率下限；表示燃气锅炉运行过程中的供热功率上限，表示天然气供给锅炉运行的热量；η
gb
表示燃气锅炉热效率；所述溴化锂制冷机设备特性约束表示为：
其中，表示溴化锂制冷机冷输出功率的下限；表示溴化锂制冷机冷输出功率的上限，cop
ac
表示制冷设备的能效系数，表示供给溴化锂制冷机设备运行的热量；所述电制冷机设备特性约束表示为：其中，表示电制冷机运行过程中的热输出功率的下限；表示电制冷机运行过程中的热输出功率的上限，cop
ec
表示电制冷设备的能效系数；所述蓄电池特性约束表示为：其中，表示蓄电池充放电功率的下限，表示蓄电池充放电功率的上限；表示第j时刻的蓄电电量，表示第j-1时刻的蓄电电量；c
ess
表示蓄电池的容量；η
ess,ch
表示蓄电池的充电效率，η
ess,dis
表示蓄电池的放电效率；所述储热罐设备特性约束表示为：其中，表示储热罐储热、放热功率的下限，表示储热罐储热、放热功率的上限；表示第j时刻的储热罐热容量，表示第j-1时刻的储热罐热容量；c
hss
表示储热罐的规划容量；所述储冷罐设备特性约束表示为：其中，表示储冷罐储能、放能功率的下限，表示储冷罐储能、放能功率的上限；表示第j时刻的储冷罐热容量，表示第j-1时刻的储冷罐热容量；c
css
表示储冷罐的规划容量。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分布鲁棒配置优化模型表示为：
其中，cy≤x表示容量的不等式约束；dy≤d表示运行决策量的不等式约束，包括状态约束、设备特性约束中的上下限约束；ey＝e表示运行决策量的等式约束，包括各个设备的稳态出力特性等式约束和动态出力特性等式约束；jy
s
ξ
s
my
s
＝j表示各个场景的能量平衡约束的统一描述。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始参数包括用户特定案例的典型工况日的可再生能源设备的出力数据和典型工况日的冷热电负荷数据。8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，向所述分布鲁棒配置优化模型输入初始参数，根据地域负荷和代表性场景的场景值，通过列与约束生成算法对所述分布鲁棒配置优化模型进行求解，得到求解结果，包括：将所述分布鲁棒配置优化模型分解为主问题和子问题，所述主问题表示为：所述子问题表示为：求解过程包括：step1：确定每个代表性场景的发生概率和初始概率p
s0
；step2：根据初始概率p
s0
求解主问题，通过gurobi求解器求取主问题的最优解后，更新下界值为将更新后的下界值代入子问题求解其最恶劣的概率分布；step3：按照概率分布的置信区间，构建概率分布的分布模型，先使用gurobi求解器求解子问题中的内层问题，再求解子问题中的外层问题，获得最恶劣情况下的概率值和目标函数值f
sp
(x
*
)，更新上界值为min{ub,ax
*
f
sp
(x
*
)}。step4：若|ub-lb|＜ε则返回子问题的最优解x
*
；否则，更新最恶劣的概率分布为更新n＝n 1，增加新的变量约束，返回至步骤step2。

技术总结
本发明公开了一种计及跟踪性及不确定性的综合能源系统分布鲁棒配置方法，涉及综合能源系统配置优化技术领域，解决了传统稳态优化方法忽视其动态过程及随机优化配置结果过于理想化的技术问题，其技术方案要点是该配置方法综合考虑了设备的动态跟踪性能指标和源侧出力的不确定性，采用了顾及不确定性因素概率信息及误差分布不确定性的分布鲁棒优化方法，既考虑了可再生能源出力的不确定性，又考虑了概率分布的不确定性，在约束范围内不断地寻找最恶劣的概率分布，保证了在最恶劣的概率分布下结果的最优值，配置结果更加保守以达到更好的配置效果。的配置效果。的配置效果。


技术研发人员：张俊礼 张志鹏 沈炯
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.08.22
技术公布日：2022/12/16