基于分布式算法的园区综合能源系统协调控制研究

• 作 者: 韩宇
• 出 处: 山东理工大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 园区综合能源系统 分布式算法 协调控制 交替方向乘子法 优化调度 紧急控制

近年来,随着我国能源供给与环境污染问题的日益严峻,能源消费方式的变革和加快清洁能源的开发利用已经成为了社会各界关注的焦点。综合能源系统可以满足多种负荷的需求,打破了各能源系统独立运行、独立规划的模式,得到了国家大量能源政策和能源项目的支持。随着综合能源系统的快速发展,分布式能源的大量接入和多能源系统耦合日益加强,对综合能源系统的协调控制方法提出了更高的要求。目前对于园区综合能源系统的分布式协调控制仍缺少系统的研究,在此背景下,本文以广州市某园区综合能源系统为基础,对基于分布式计算的园区综合能源系统协调控制方法进行了研究。本文的主要研究内容如下:(1)根据园区综合能源系统内冷/热/电/气等能源子系统的强耦合性,建立了园区综合能源系统内部典型供能设备和储能设备的准稳态模型;将各能源子系统按照能量传递介质类型分为电气母线、热气母线和冷气母线,建立了母线式结构模型。较为清晰的描述了园区综合能源系统内部的能量流动,为园区综合能源系统协调控制奠定了基础。(2)研究了基于交替方向乘子法的园区综合能源系统分布式优化调度方法。以用户日运行费用最低为目标,考虑园区关口与上级电网间交换功率的约束,将园区优化问题分解为各用户的子优化问题,解决了传统集中式计算方法计算效率低、对联合调度中心硬件要求高等问题,亦保护了用户能源设备数据隐私。最后通过算例中的典型场景,验证了优化调度方法的有效性和经济性,保障了园区与上级电网间的友好互动。(3)研究了基于交替方向乘子法的园区综合能源系统分布式紧急控制方法。考虑了用户间能量转供和可中断负荷特性,提出了一种不改变用户外购电功率且保证用户重要设备供能可靠性的紧急控制方法,以解决由于能源设备故障导致的用户供能缺额问题,并通过几个典型故障场景下的分布式协调控制算例验证了园区紧急控制效果。本文针对园区综合能源系统分布式协调控制展开研究,建立了园区典型能源设备的准稳态模型以及母线式结构模型,基于交替方向乘子法实现分布式优化调度和分布式紧急控制,能够提升园区综合能源系统运行的灵活性。在实际工程应用中,可以根据用户的实际需求制定运行策略,保障园区综合能源系统的稳定可靠运行。