PDF《基于改进交替方向乘子法的电 — 气—热系统分布式优化调度》

基于改进交替方向乘子法的电―气―热系统分布式优化调度 陈健1 ,张维桐1 ,林达2 ,李志浩2 ,宋关羽3 ,顾一丰4 ( 1.

电网智能化调度与控制教育部重点实验室( 山东大学) ,山东省济南市

2 5

0 0

6 1;

2.国网浙江省电力有限公司电力科学研究院,浙江省杭州市

3 1

0 0

1 4;

3.智能电网教育部重点实验室( 天津大学) ,天津市

3 0

0 0

7 2;

4.国网浙江绍兴市上虞区供电有限公司, 浙江省绍兴市

3 1

2 0

0 0 ) 摘要:随着微型燃气轮机和以其为基础的热电联供单元在配电网中的大量接入, 电力系统、 天然气 系统和供热系统之间的耦合关系和联合优化越来越受到关注.针对电―气―热混联系统日前调度 问题, 建立了以系统经济成本为目标函数的日前调度模型.其次, 建立了配电网、 热网模型并考虑 了动态特性的天然气网络模型.另外, 考虑到电―气―热系统之间信息不透明特性, 提出了基于改 进交替方向乘子法( A DMM) , 即带高斯回代 A DMM 的分布式优化调度方法.最后通过算例分析 验证了所提模型和优化框架的有效性. 关键词:电―气―热混联系统;

日前调度;

热电联供;

分布式优化 收稿日期:

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修回日期:

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2 2. 上网日期:

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0 5. 国网浙江省电力有限公 司科技项目(

5 2

1 1 D S

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1 D) ;

泰山学者特聘专家资助项目.

0 引言 能源危机与环境污染问题成为社会各界的关注 焦点, 促进了人类能源消费方式的变革.以热电联 供( c o m b i n e dh e a ta n dp o w e r , CH P) 为核心单元的 综合能源系统( i n t e g r a t e de n e r g ys y s t e m, I E S) 打破 各能源系统分开规划、 独立运行的既有模式, 在满足 多种负荷需求的同时, 提高了能源系统的经济效益 与环境效益, 是未来能源系统发展的重要方向[

1 - 2] . 目前, 关于I E S 系统的研究多集中于建模、 经 济调度方面[

3 -

1 4 ] .文献[ 4] 提出了考虑节点流量平 衡、 热能―流量约束及热损平衡约束的热网模型, 并 建立了冷 热电联供系统和热网、 配电网的多区域IES模型.文献[ 5] 建立了含有热网和配电网的多 区域I E S优化运行模型;

文献[ 9] 提出了一种含电 转气设 备的电―气―热多能源系统优化调度模型. 上述文献 在构建I E S 系统模型时, 仅建立了配电网―热网模型或配电网―天然气网模型, 忽略了不同 网络结构、 不同类型负荷对I E S 系统调度的影响. 文献[

1 0 ] 基于能量集线器理论建立了电力、 天然气 和热力系统模型, 提出了电―气―热系统的混合潮流 算法.文献[

1 1 ] 基于电力、 天然气和热力系统模型, 提出了能量流综合求解模型, 以经济最优为目标, 通 过设置合理的运行约束对电―气―热系统能量流进 行优化.然而, 上述文献对于电―气―热系统模型的 构建均是基于稳态天然气网络模型, 而天然气传输 过程的时间常数相对较大, 在配电网等级下有必要 进一步考虑天然气潮流在传输过程中的动态特性. 另外, 在I E S 系统的优化问题中, 大部分文献 对调度问题采用了统一求解方法[

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1 1] , 忽略各个子 系统间的信息不透明特性( 例如: 需保密的网络规划 信息、 包含详细参数的地理接线、 潮流等数据) 的影 响.文献[15] 采用交替方向乘子法(alternativedirectionm u l t i p l i e rm e t h o d , A DMM) 求解电―气混 联系统的优化调度问题.文献[