基于两阶段优化的多能源系统双层调度策略研究

【目的】为实现“双碳”战略目标,综合利用各种能源已成为必然的选择。近年来,研究方向已从单一的多能源系统(multi-energy system, MES)转向多个MES互联协同优化。由于互联系统的复杂性和不确定性,传统的优化方法已经不能满足隐私保护、灵活性和开放性的要求。为解决该问题,提出了一种基于双层两阶段优化的多能源系统调度策略。【方法】在下层,MES通过求解成本最小化问题,自主进行决策和管理。同时,采用滚动优化方法来处理负荷和可再生能源的随机性问题。此外,还提出了一种松弛存储互斥约束的方式,使目标函数成为凸函数,便于求解计算。在上层,建立了一个协调器,以最小化总成本的方式对互连的多能源系统进行协同优化,同时避免变压器过载。并且设置了3个案例对所提方法进行验证。【结果】结果显示:在案例1中,所提方法与次梯度的滚动交互控制方法的总成本相近,但前者迭代次数远少于后者;在案例2中,通过设定三种模式,验证了所提方法最高能100%消纳新能源,避免产生拥塞,而且还能综合利用多种能源之间的互补性以降低总运行成本;案例3表明松弛存储互斥约束后并不会出现违反约束的情况。【结论】结果表明:该策略能保证MES的信息隐私、处理负荷与新能源出力的波动性,而且还具有良好的准确性和弹性。该方法能将自主优化与协同优化相结合,提高了整个系统的运行效率,为实现多能源系统的优化调度提供了新的方法和理论支持。