一种多区域电-气综合能源系统分布式鲁棒优化方法
专利汇可以提供一种多区域电-气综合能源系统分布式鲁棒优化方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种多区域电-气综合 能源 系统分布式鲁棒优化方法，首先建立多区域电-气综合能源系统模型，并设定相应的约束条件；根据不确定变量的上下界对所设定的约束条件作等价转换，消除所述多区域电-气综合能源系统模型中的不确定变量；针对系统模型非凸非线性的特点，采用一个包络Weymouth曲线的四边形区域代替Weymouth曲线，将非凸优化问题转化为凸优化问题，以降低求解复杂度并保证 算法 的收敛性。上述方法提出了基于凸优化的多区域电-气综合能源系统分布式鲁棒优化手段，保证了算法的收敛性并降低了求解复杂度。，下面是一种多区域电-气综合能源系统分布式鲁棒优化方法专利的具体信息内容。
1.一种多区域电-气综合能源系统分布式鲁棒优化方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、建立多区域电-气综合能源系统模型，并设定相应的约束条件；
步骤2、根据不确定变量的上下界对所设定的约束条件作等价转换，消除所述多区域电-气综合能源系统模型中的不确定变量；
步骤3、针对系统模型非凸非线性的特点，采用一个包络Weymouth曲线的四边形区域代替Weymouth曲线，将非凸优化问题转化为凸优化问题，以降低求解复杂度并保证算法的收敛性。
2.根据权利要求1所述多区域电-气综合能源系统分布式鲁棒优化方法，其特征在于，在步骤1中，所建立的多区域电-气综合能源系统模型表示为：
式中， 表示时段数、常规机组、天然气井、天然气储能的集合；
表示常规机组出力、上备用容量、下备用容量；fwt表示气井的产气量； 表示考虑不确定性情况下天然气储能所应对的不确定区间，以流出为正； 表示天然气储能的放气、储气效率； 表示常规机组常数项、一次项、二次项成本系数； 表示常规机组的上备用、下备用成本系数；cw表示气井产气量的成本系数； 表示天然气储能的上备用、下备用成本系数。
3.根据权利要求1所述多区域电-气综合能源系统分布式鲁棒优化方法，其特征在于，在步骤1中，所设定的约束条件包括电力网络约束条件、天然气网络约束条件和区域间耦合约束条件，其中：
电力网络约束条件表示为：
该式2表示不考虑不确定性情况下的全网功率平衡方程约束，其中， 表示燃气机组、可再生能源机组、电力负荷集合；put, 表示常规机组和燃气机组出力、可再生能源出力预测值、电力负荷预测值； 表示与区域i通过电联络线相连的区域集合； 表示区域i向区域j输送的功率；
该式3表示不考虑不确定性情况下的线路功率方程约束，其中， 表示线路功率；
表示线路传输容量； 表示常规机组和燃气机组、可再生能源机组、与区域j间的联络线、电力负荷对支路的功率转移分布因子；
在不确定场景下，可再生能源、负荷的实际功率分别为 为保持
全网功率平衡，基于线性决策规则，常规机组、燃气机组按照一定比例响应可再生能源出力、电力负荷的不确定性，如下式所示：
式中，αut,Δput表示常规机组和燃气机组的参与因子、出力调整量；
αut应满足式4的约束：
在不确定场景下，常规机组和燃气机组的功率约束、爬坡约束如式5和6所示，式中，表示常规机组和燃气机组的出力上限、下限； 表示常规机组和燃气机
组的上、下爬坡率：
在不确定场景下，随着节点注入功率的改变，线路功率也发生变化，其变化量如式7和8所示，式中，Δplet表示线路功率变化量，plet表示考虑不确定性后的线路功率：
4.根据权利要求3所述多区域电-气综合能源系统分布式鲁棒优化方法，其特征在于，所述天然气网络约束条件表示为：
式9和10表示气井产气量约束、节点压强约束，式中，fwt, 表示气井产气量、节点压强平方； 表示气井产量上限、下限； 表示节点压强平方的上限、下限；
该式表示天然气管道的Weymouth方程约束，式中， 表示管道流量， 表示管道常数，表示管道首端、末端压强平方；
式12表示压缩机入口、出口压强约束，式13表示压缩机入口、出口流量约束，压缩机通过消耗天然气实现加压，耗气量与入口流量成正比；式中， 表示压缩机首端、末端压强平方， 表示压缩机入口、出口流量，Zc,λc表示压缩机最大压缩比、耗气量系数；
式14-17表示不考虑不确定性情况下天然气储能约束，其中，式14和15表示天然气储能的储气、放气流量约束，式16表示天然气储能的储气量约束，式17表示天然气储能的初始、终止状态下的储气量约束；式中， sst表示天然气储能的输入流量、输出流量、储气量； 表示天然气储能的储气、放气流量上限； 表示天然气储能的储
气量上限、下限、初始值；T表示终止时段数；
式18表示节点流量平衡约束，式中， 表示与节点ng相连的气井、天
然气储能、天然气负荷； 表示与天然气负荷dg相连的燃气机组集合；
表示以节点ng为首端节点、末端节点的管道集合； 表示以节
点ng为首端节点、末端节点的压缩机集合； 表示区域i通过节点ng相连的区域集合；
表示天然气负荷的预测值； 表示燃气机组的效率；K表示天然气的热值；
在不确定场景下，天然气负荷的偏差量可以表示为：
因此，天然气负荷的实际为 其偏离预测值的部分 由负荷节点配置的
储能装置承担；天然气储能在不确定场景下的约束条件表示为：
式中， 表示与天然气储能s相连的天然气负荷集合； 表示负荷实际值高于预测值， 表示负荷实际值低于预测值。
5.根据权利要求3所述多区域电-气综合能源系统分布式鲁棒优化方法，其特征在于，所述区域间耦合约束条件表示为：
其中，式22表示区域间联络线功率约束，式23区域间联络管道流量约束，式中，表示联络线、联络管道的传输容量。
6.根据权利要求1所述多区域电-气综合能源系统分布式鲁棒优化方法，其特征在于，在步骤2中，根据不确定变量的上下界对所设定的约束条件作等价转换的过程具体为：
将上述式5等价为
式中， 表示常规机组和燃气机组的向上、向下旋转备用容量；
将上述式6等价为
上述式7做如下转化
其中， 为辅助变量；
因此，将上述式7和8等价为
将上述式20等价为：
将上述式21等价为：
式中， 的计算公式如下：
由此得到多区域电-气综合能源系统的鲁棒模型。
7.根据权利要求1所述多区域电-气综合能源系统分布式鲁棒优化方法，其特征在于，所述步骤3的过程具体为：
所采用的四边形区域由四条线段构成，其中，线段AB、CD为Weymouth曲线以A、C点为切点的切线段；线段AD、BC为Weymouth曲线过点A、C的切线段；该四边形区域的数学表达式如下所示：
上述式11由式36代替后，得到的模型记为模型II，原模型记为模型I；
然后根据松弛解得到管道流向，进而消除Weymouth方程中的绝对值符号，即将式11转化为式37，进一步，式37等价为式38和39：
式38为凸的二次约束，式39看做两个凸函数之差的形式；
设 为管道流量初值，由松弛解得到，对式39中的二次项 在初值点处做一阶泰勒展开，由此式39转化为式40，式中 为松弛变量，经过上述处理后得到的模型记为模型III，
然后求解模型III，直至CCP算法收敛，得到单个区域子问题的求解结果。
一种多区域电-气综合能源系统分布式鲁棒优化方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
表示考虑不确定性情况下天然气储能所应对的不确定区间，以流出为正；
表示天然气储能的放气、储气效率； 表示常规机组常数项、一次项、二次项成本系数； 表示常规机组的上备用、下备用成本系数；cw表示气井产气量的成本系数； 表示天然气储能的上备用、下备用成本系数。
区域j间的联络线、电力负荷对支路的功率转移分布因子(GSDF)；
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