多重網路綜合供能系統的隨機最佳化調度及風險管理

《多重網路綜合供能系統的隨機最佳化調度及風險管理》是依託長沙理工大學，由周任軍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多重網路綜合供能系統的隨機最佳化調度及風險管理
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周任軍
• 依託單位：長沙理工大學

項目摘要

能源高效利用和節能減排推動電冷熱綜合供能系統發展，風光氣等分散式能源併入系統是其發展必然，供電網、供冷熱管網、調度通信網、供、用能單元所組成的多重網路使得電力系統和供能系統的運行管理髮生根本性改變。項目針對供能系統聯網與孤島的不同運行模式、供能機組發電、供熱、供冷以及聯供等不同供能運行方式、負荷回響的不同可控程度等所帶來的極其複雜的運行特性，分析分散式供能單元、電冷熱負荷、供能網路特性以及信息網路影響等作用機理；研究新型電冷熱能量梯級利用的等值轉化理論方法；建立供能系統的集中調度和個體決策的分層式分解協調模型；利用縱向遞階傳遞和反饋模型處理通信延遲與丟失補償；考慮電網不同運行模式下的網路特性；控制和約束供能單元隨機運行風險。研究解決上下層最佳化問題的階梯式極大熵算法、離散變數的徑流式智慧型最佳化算法、改進超分位數刻劃不確定約束的隨機最佳化等算法。力圖為智慧型能源網路的發展探索創新理論和基礎方法研究。

結題摘要

隨著綜合供能系統的發展，風光氣等多種分散式能源轉化為電能及冷熱能併入中和供能系統，電冷熱供能系統的運行管理髮生根本性變化。項目研究了系統最佳化協調與風險管理的理論和方法，主要包括下面四個方面的內容： 綜合供能系統分層分解協調調度；多聯供機組在供電、供熱、供冷、聯供等不同生產狀態下具有能量品味差異的電能與冷熱能的等值轉化；對多重網路綜合供能系統進行風險管理；處理不連續可導等無法滿足數學收斂性要求等問題的智慧型最佳化算法。提出了以總供能周期內系統各供能單元的聯合供能成本最小為目標，求解最優供能方案；採用“以熱定電”和“以電定熱”兩種配網調度策略模擬熱力管網優先、配電網優先的管理方案，解決計及冷熱電多聯供機組的配網經濟調度；對回響峰谷電價的冷熱電聯供系統進行了最佳化調度。新建了考慮線路阻塞的風險限制調度多步整合模型。提出了風電以制熱方式和供電方式參與冷熱電聯供系統供能的供熱模式及供電模式，並用超分位數方法刻畫風電隨機性、波動性對供熱最佳化模型及供電最佳化模型的影響，對風電併入冷熱電聯供系統的進行最佳化運行控制；提出了聯供系統的能量流函式，提升了冷熱電聯供系統的經濟環保效益；採用了條件風險價值的方法刻畫隨機因素對多重網路綜合供能系統的影響，並進一步推導了多隨機變數的超分位數方法；提出了矩不確定分布魯棒最佳化方法，解決含風電出力矩不確定的電力環保經濟調度問題；提出了一種解決三相負荷不平衡引起線損過高的用戶相別最佳化調整方法，針對風電出力波動性和間歇性對電力系統運行的影響，構建了基於條件風險方法的電力系統旋轉備用模型，並進一步建立了電力系統雙層隨機最佳化調度模型，最佳化火電機組出力及風電計畫出力。針對標準粒子群算法局部最優和收斂過的問題，提出空間粒子群最佳化算法，降低了計算結果的隨機性。針對傳統粒子群算法早熟的缺陷，提出模糊自修正粒子群算法，增強全局搜尋能力。針對多重網路綜合供能系統最佳化調度的智慧型算法，研究了源於大自然徑流規律的智慧型最佳化算法—徑流算法，可求解非線性、非凸、不連續的典型最佳化問題。本項目的研究成果為實現大規模分散式電源高效利用、智慧型能源網路發展具有理論和現實意義。