一种综合能源系统分布鲁棒优化方法、系统、设备及介质

本发明属于综合能源优化，特别是涉及一种综合能源系统分布鲁棒优化方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、园区综合能源系统(community intergrated energy system，cies)由于其源网荷储一体化和多能互补的低碳特性得到广泛应用，典型的cies内部包括了多种分布式能源(ress)，如可再生能源(res)、热电联产(chp)、储能系统(ess)、燃气锅炉(gbs)、产销用户(pros)和电动汽车(evs)及其附带的电动汽车充电站(evcs)。在交通电气化的背景下，高昂的购电成本导致evcs的运行成本居高不下；如何降低evcs的运行成本，激励evcs快速发展是当前亟待解决的问题。同时，合理安排cies内pros-evcs的优化运行以及考虑多元主体及各种不确定性给cies运行带来风险，也是cies多利益主体能量管理与交易的关键。因此，研究evcs、ev和pros多利益主体能量管理与交易具有重要意义。

2、在现有技术中采用启发式算法求解，可能导致结果不稳定，且在cies关于evcs优化调度阶段的研究大多侧重于传统能源负荷和evcs的耦合，较少考虑pros的多元负荷、evcs和氢能联合的调度潜力。同时随机优化(so)和鲁棒优化(ro)是两种常用的方法。当获得大量可靠的数据或概率模型时，so是一种可行的选择，so需获取真实概率分布，但概率分布难以准确预知，应用成效有限。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种综合能源系统分布鲁棒优化方法、系统、设备及介质，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种综合能源系统分布鲁棒优化方法，包括：利用历史数据，结合wasserstein距离分别建立能量供应侧的不确定性变量的分布鲁棒模糊集和负荷侧的不确定性变量的分布鲁棒模糊集；

3、以能量供应侧、能源转换管理侧和负荷侧之间的能量管理与交易互动构建以多主体各自利益最大为目标的能量管理与交易框架；

4、将各分布鲁棒模糊集嵌入所述能量管理与交易框架中并结合燃气掺氢的chp模型，得到主从博弈优化模型；

5、对所述主从博弈优化模型进行求解，获得优化调度结果。

6、可选的，所述能量供应侧的不确定性变量的分布鲁棒模糊集包括：电网电价预测值的分布鲁棒模糊集和可再生出力预测值的分布鲁棒模糊集。

7、可选的，所述负荷侧的不确定性变量的分布鲁棒模糊集包括：光伏出力预测值的分布鲁棒模糊集。

8、可选的，所述燃气掺氢的chp模型为：

9、

10、

11、

12、

13、

14、

15、

16、式中，ptchp,e、ptchp,h分别为chp的发电、等效产热功率；ptchp,h,w表示chp在热水回流过程中的产热功率；ptchp,h,s表示chp在烟气回收过程中的产热功率；表示chp的气转电的转化效率；表示chp的h2转电的转化效率；表示chp在热水回流产热功率时的气转热的转化效率；表示chp在热水回流产热功率时的h2转热的转化效率；表示chp在烟气回收产热功率的转化效率；分别为chp消耗的天然气与氢气对应的功率；为掺氢比；为燃气轮机发电功率上限。

17、可选的，将各分布鲁棒模糊集嵌入所述能量管理与交易框架中并结合燃气掺氢的chp模型，得到主从博弈模型，具体包括：

18、以能量管理与交易框架的多主体各自利益最大为目标，结合电网电价、可再生出力、光伏出力约束，建立计及可再生出力、光伏出力、负荷侧响应不确定性、燃气掺氢成本的主从博弈优化模型。

19、可选的，对所述主从博弈优化模型进行求解，获得优化调度结果，具体包括：

20、对所述主从博弈优化模型进行各层级模型等价转化，得到双层max模型，使用kkt条件将所述双层max模型转换为单层max模型，根据对偶原理和大m法线性化对单层max模型进行转化，得到单层凸规划模型，利用求解器对所述单层凸规划模型求解，获得所述优化调度结果。

21、一种综合能源系统分布鲁棒优化系统，包括：

22、不确定性变量获取模块，用于根据历史数据并结合wasserstein距离分别建立能量供应侧的不确定性变量的分布鲁棒模糊集和负荷侧的不确定性变量的分布鲁棒模糊集；

23、模型构建模块，用于以能量供应侧、能源转换管理侧和负荷侧之间的能量管理与交易互动构建以多主体各自利益最大为目标的能量管理与交易框架；将各分布鲁棒模糊集嵌入所述能量管理与交易框架中并结合燃气掺氢的chp模型，得到主从博弈优化模型；

24、模型求解模块，用于对所述主从博弈优化模型进行求解，获得优化调度结果。

25、一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据所述的一种综合能源系统分布鲁棒优化方法。

26、一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种综合能源系统分布鲁棒优化方法。

27、本发明的技术效果为：

28、本发明针对多元主体能量管理与交易复杂问题，提出融合燃气掺氢混合多元储能的cieso-evcs-pros的能量管理与交易互动框架，不仅保证了充分消纳新能源，有效挖掘ev集群和pros的电热需求响应能力，保证园区综合能源系统(community intergratedenergy system，cies)的合理优化运行。

29、本发明综合考虑上层cieso的风电、上级电网购售电价和下层evcs、pros光伏出力等多层次多重不确定性，并采用wasserstein距离建立双层max-min分布鲁棒模型。

技术特征：

1.一种综合能源系统分布鲁棒优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种综合能源系统分布鲁棒优化方法，其特征在于，所述能量供应侧的不确定性变量的分布鲁棒模糊集包括：电网电价预测值的分布鲁棒模糊集和可再生出力预测值的分布鲁棒模糊集。

3.根据权利要求1所述的一种综合能源系统分布鲁棒优化方法，其特征在于，所述负荷侧的不确定性变量的分布鲁棒模糊集包括：光伏出力预测值的分布鲁棒模糊集。

4.根据权利要求1所述的一种综合能源系统分布鲁棒优化方法，其特征在于，将各分布鲁棒模糊集嵌入所述能量管理与交易框架中并结合燃气掺氢的chp模型，得到主从博弈模型，具体包括：

5.根据权利要求1所述的一种综合能源系统分布鲁棒优化方法，其特征在于，对所述主从博弈优化模型进行求解，获得优化调度结果，具体包括：

6.一种综合能源系统分布鲁棒优化系统，其特征在于，包括：

7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据权利要求1-5中任一项所述的一种综合能源系统分布鲁棒优化方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的一种综合能源系统分布鲁棒优化方法。

技术总结
本发明属于综合能源优化技术领域，并公开了一种综合能源系统分布鲁棒优化方法、系统、设备及介质，包括：利用历史数据，结合Wasserstein距离分别建立能量供应侧的不确定性变量的分布鲁棒模糊集和负荷侧的不确定性变量的分布鲁棒模糊集；以能量供应侧、能源转换管理侧和负荷侧之间的能量管理与交易互动构建以多主体各自利益最大为目标的能量管理与交易框架；将各分布鲁棒模糊集嵌入所述能量管理与交易框架中并结合燃气掺氢的CHP模型，得到主从博弈优化模型；对所述主从博弈优化模型进行求解，获得优化调度结果。本发明所述技术方案能够保证园区综合能源系统的合理优化运行。

技术研发人员：刘昕明,王海云,樊小朝,王维庆,史瑞静,何山,程静,程志江,蒋甲丁,徐立军,李文亮,武家辉,袁至,王勇,王杰,萨妮耶·麦合木提
受保护的技术使用者：新疆工程学院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24