本申请公开了一种电‑气综合能源系统分布式调度方法、装置、设备及介质,包括:根据预置电‑气综合能源系统参数构建集中式的电‑气综合能源系统调度模型,预置电‑气综合能源系统参数包括电力系统参数、天然气系统参数和电‑气耦合设备参数,电‑气综合能源系统调度模型包括基于状态空间转换和黄金分割法的Weymouth方程高精度线性化模型;采用奔德斯分解算法对电‑气综合能源系统调度模型进行分布式求解,得到电‑气联合优化调度结果;电‑气联合优化调度结果包括火电机组出力、燃气机组出力、天然气气井产气量、电力系统调度成本、天然气系统调度成本和电‑气综合能源系统调度成本。本申请能够解决存在隐私泄露、激励不相容等技术问题。
背景技术
综合能源系统可以打破不同能源之间的壁垒,提高电力系统的灵活性,促进可再生能源消纳。随着燃气机组(Gas-Fired Unit, GFU)的广泛使用,电力系统和天然气系统之间的耦合逐渐加深,进而形成电-气综合能源系统。电-气联合优化调度可以提高电-气综合能源系统经济效益并提高能源利用率。电-气联合优化调度可以分为集中式优化调度和分布式优化调度两种。但是集中式优化调度与综合能源系统的分布式结构不兼容。而分布式优化调度可以充分保护不同主体隐私。
由于Weymouth方程的非线性和非凸性,即使在稳态运行条件下,天然气系统的建模会非常复杂,从而造成沉重的计算负担,现有几类方法可将Weymouth方程线性化。分段线性化(Piecewise Linearization, PWL)是一种常见方法,然而由于该方法增加了较多的辅助二进制变量,计算成本较高,泰勒展开法(Taylor Expansion Method, TEM)也是一个好的方法,但选择合适的展开点是很困难的,因为展开点必须近似最优解才能保证其精度,因此其准确性有待进一步验证。
电力系统和天然气系统由不同的运营商分别运营,缺乏一个监督这两个运营商的中央机构,此外,两个系统的运营商都不愿意共享其私人信息,包括拓扑结构、网络参数和发电计划等细节,这使得无法使用集中式方法进行电-气综合能源系统调度,更有效的方法是每个系统独立解决自己的问题,同时为潜在的协调交换信息。
现有的电-气联合优化调度研究通常基于集体理性,即最大化电-气综合能源系统的总效用。相对电-气单独优化调度,虽然电-气联合优化调度会使总成本减少,但同时会让电力系统的个体利益受损。因此,基于集体理性的电-气联合优化调度不是激励相容的。
为了实现激励相容,现有研究分为两大类:市场博弈方法和转移支付方法。市场博弈方法可能无法实现总体效益最大化。转移支付方法是天然气系统分享一些合作剩余给电力系统,使双方的运行总成本均减少。然而,合作剩余最优分配比例的计算相对复杂,不易操作。
实现思路