基于阶梯型CVaR-弱鲁棒优化的电热综合能源系统低碳调度

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随着电力网络和热力网络之间耦合的加深,电热综合能源系统的发展给提高节能环保效率带来了很大的机遇。然而源侧热电联产机组的“以热定电”特性和风电不确定性使得弃风形势堪忧,已然成为电热综合能源系统进一步发展的掣肘。在负荷侧,引入电热综合需求响应能够加强源荷双侧互动,从而促进风电消纳。系统的电、热负荷也具有不确定性。因此,本文构建了计及源荷双侧不确定性的电热综合能源系统低碳调度模型,并进行了仿真验证。首先,为了处理风电的不确定性,提出了阶梯型弱鲁棒优化框架。在传统弱鲁棒优化中引入弱鲁棒系数来调节目标函数的容忍度限值,进一步定义了松弛量阈值和阶梯惩罚系数来产生阶梯惩罚成本以限制约束条件的松弛量大小。基于此,构建了阶梯型弱鲁棒优化框架。其次,为了缓解热电联产机组的电热耦合,提高风电上网空间,建立了包含热电联产机组、电锅炉和热缓冲罐三种供热设备的电热综合能源系统结构。提出了以综合运行成本最小和碳交易成本最小为目标的多目标低碳调度模型。利用阶梯型弱鲁棒优化处理模型中风电出力的不确定性,建立了基于阶梯型弱鲁棒优化的电热综合能源系统调度模型。通过仿真验证了模型的可行性和所提优化方法的有效性。最后,为了提高能源利用的灵活性,在传统电力需求响应的基础上,建立了电热综合需求响应模型。基于此,构建了电热综合需求响应参与优化运行的电热综合能源系统低碳调度模型。计及源荷双侧不确定性,利用条件风险价值理论处理电、热负荷的不确定性,将电热负荷不确定性场景化,在每个场景里建立考虑风电不确定性的阶梯型弱鲁棒优化调度模型,然后建立多场景期望值最小的整体优化调度模型。利用多目标细菌群体趋药性算法求解模型,对比了电热综合需求响应参与调度前后的机组出力、调度结果和弃风率,同时验证了所提优化方法的优越性。
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