基于一致性的综合能源系统分布式能量管理方法

发布时间：2020-05-30 08:46

【摘要】：随着综合能源系统技术的成熟和广泛应用到配网中,其规模增长,负荷类型增加,市场参与主体多样化,各个市场参与主体之间相互协调就显得尤为重要。本文在社区和区域两个层面,通过分布式能量管理,可以实现综合能源系统综合能源利用效率和整体社会经济效益的提高。首先,以社区综合能源系统为研究对象,提出了一个配备了光热发电系统和热泵装置的产消者能量共享框架。得益于光热发电系统和热泵装置,社区中的产消者具备了 4种角色属性,即电功率(热功率)的生产者(消耗者)。一个关于社区能源互联网的社会福利最大化模型被提出来,其市场参与主体包括光热-热泵产消者、热电联产运营商和配电网运营商。考虑到市场中含有多个参与主体,社会福利最大化模型通过拉格朗日乘子法被解耦成若干个子问题。最终,本文通过一个包含6个建筑产消者的算例验证了算法的有效性。其次,针对区域综合能源系统,能量管理是集成热电能源配电系统的重要组成部分。在本文中,提出了一个基于一致性的能量管理方法来阐述集成热电能源配电系统的分布式优化。首先,本文建立一个社会福利最大化模型。不管是能量源侧和还是负荷需求侧,都参与到市场中来竞争,以追求最大化自己的利益。热电联产机组运行在改进的运行策略上,热负荷和电负荷都参与到了需求响应中。进一步的,该凸优化问题通过拉格朗日乘子方法解耦成4个子问题,刚刚好适合应用一致性算法来求解。一致性算法被改进来求解集成热电能源配电系统的能量管理问题并提高收敛速度。最后,IEEE-33配电系统被重新改进成一个集成热电能源配电网络来验证提出的算法的有效性和效率。
【图文】：

由图３－１中可以看出，所有的市场参与主体均通过通讯线路连接在一起，用逡逑以传递和接收各种信息。各个参与主体的能量管理系统是自己的协调中心，其作逡逑用是采集相关的信息，处理计算本地的能量管理目标，并实时的与附近周围的市逡逑场参与主体的协调中心进行信息交换，最终实现就地能量管理目标的优化功能。逡逑光热－热泵产消者的用户能量管理系统（ＵＥＭＳ）负责采集光伏电源出力和用户电、逡逑热负荷的数据，可进行独立的用户的用能满意度计算和本地负荷需求和热泵出力逡逑的优化调整。热电联产运营商能量管理系统（ＣＯ－ＥＭＳ）负责根据总体用户的热逡逑能需求平衡来优化自身的功率出力。配电网运营商的能量管理系统则负责根据电逡逑能平衡来与整个社区能源互联网进行电能交易，实现最大的利润。逡逑３．２系统模型逡逑３．２．１图论和一致性的符号定义逡逑（１）图论符号定义逡逑考虑社区能源互联网中包括Ｗ个光热－热泵产消者、一个热电联产机组和配逡逑

Ｃｉ（ｔ）邋＝邋ａ，Ｐ，｛ｔｆ＋ｂ；Ｐ，（ｔ）逦（３－４）逡逑如图３－２所示，图中实线代表拟合前的实际购电总成木Ｃ，＇（0，该分段函数被拟逡逑合为了一条与原曲线极为接近的平滑二次型曲线，对应式中的拟合成本函数逡逑（Ｔ逡逑－－－ｃ（ｔ）邋／逡逑０逦ｐ（ｔ）逡逑图３－２配电网成本曲线逡逑因此，对于配电网来说，这个利润函数可以被表示成：逡逑＝逦（３－５）逡逑式中，，冬（／）表示配电网的利润；凡⑴表示能源互联网在时刻／时的交易电逡逑价；ｆ邋（／）表示配电网卖给能源互联网的电量。逡逑３．２．３产消者的效用模型逡逑一般来说，一个光热－热泵产消者用户可以通过与配电Ｎ、热电联产运营商逡逑和其他产消者进行电能交易获得收益，这意味着一个产消者的效圯函数应该同时逡逑考虑售电的收益和购电的费用。对于每个产消者，它在每个时刻的利润或者费用逡逑函数可以表示成：逡逑１４逡逑
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TK018;TM73

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本文编号：2687891