多区域互联电-气耦合系统分散协调分布鲁棒优化调度.pdfVIP

第46 卷 第19 期 2022 年10 月10 日 Vol.46No.19 Oct.10，2022 DOI：10.7500/AEPS20211228005 多区域互联电-气耦合系统分散协调分布鲁棒优化调度 1 1 2 张亚超 ，谢仕炜 ，朱 蜀 （1. 福州大学电气工程与自动化学院，福建省福州市 350108； 2. 国网湖南省电力有限公司调度控制中心，湖南省长沙市 410004） 摘要：电力、天然气等异质能流的深度耦合和互补协调，使得面向可再生能源消纳的多区域互联 电- 气耦合系统成为未来能源互联网发展的重要方向。在此背景下，综合考虑风电出力、燃气机组 耗气量及配电网间联络线交互能流等多重不确定因素，提出基于多主体自治决策的多区域综合能 源系统分散协调优化调度框架。首先，针对配电网，建立基于风电出力模糊集的分布鲁棒优化调度 模型，并结合对偶理论和线性决策规则将该半无限优化问题转化为线性规划问题。其次，建立天然 气网的二阶锥规划模型，并根据燃气机组耗气量不确定集检验其在配电网中备用配置的可行性。 然后，分析多区域互联系统中能量流的解耦机制，采用一种基于平行正则化的交替方向乘子法对多 区域电- 气耦合系统分散协调调度模型进行求解。最后，通过算例验证了所提模型及求解方法的有 效性和实用性。 关键词：多区域电- 气耦合系统；综合能源系统；多重不确定性；分布鲁棒优化；分散协调；平 行正则化 0 引言 参数和状态信息同步共享，在集中优化框架下制定 综合能源系统的协同调度决策。在工程实际中，电 近年来，为提高风电、光伏等可再生能源的消纳 力、天然气系统分属不同能源供应商，仅支持少量数 水平，建设多能互补融合的综合能源系统已成为能 ［1］ 据信息的交互。因此，研究电-气耦合系统的分散式 源互联网发展的重要方向 。基于电力与天然气系 优化方法具有实际应用价值。文献［10-11］针对电 统的物理互联和交互作用开展电-气耦合系统协同 ［2-3］ 力、天然气系统的多主体自治决策特点，提出了基于 优化研究具有重要意义 。 交替方向乘子法 （alternative direction method of 针对含可再生能源的电-气耦合系统的协同优 multipliers，ADMM）的电-气耦合系统的分散式协 化运行，文献［4］引入区间数表征风电出力的不确定 同优化框架，但未计及风电出力不确定性的影响。 性，以电力、天然气网联合运行成本的区间函数为目 文献［12］建立了面向风电消纳的日前-实时两阶段 标构造多目标优化问题，求解得到区间形式的调度 嵌套分散协调鲁棒调度模型，并采用改进的ADMM 决策。文献［5-6］建立基于风电出力场景集的两阶 段随机规划调度模型，然而场景集规模对模型求解 和列与约束生成（columnandconstraintgeneration， CCG）方法进行求解。 效率和决策有效性有直接影响。文献［7］构造风电 现代综合能源系统可看作根据地