综合能源系统（Integrated Energy System）作为能源互联网的核心技术,打破了传统多类型能源流与信息流独立的运行模式,通过电/气/热等能源互补满足系统需求,大幅提升能源综合利用效率。但在实际运行中,综合能源系统中存在的多类型随机...
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综合能源系统（Integrated Energy System）作为能源互联网的核心技术,打破了传统多类型能源流与信息流独立的运行模式,通过电/气/热等能源互补满足系统需求,大幅提升能源综合利用效率。但在实际运行中,综合能源系统中存在的多类型随机因素对单区域系统多能协调运行的稳定性与经济性提出了新的挑战。多区互联系统互补运行可有效实现风险互担,但传统集中式决策方法存在传递带宽不足、决策速度慢以及信息保密性不强等问题,难以满足多区域互联系统调度要求。鉴于此,本文以含电/气/热的综合能源系统为主体,分别对考虑多重不确定性的区域鲁棒优化和多区互联下的综合能源系统分布式优化策略分别进行研究,主要工作如下:本文首先阐述并分析了国内外综合能源系统发展动态及其鲁棒优化与分布式优化调度研究现状。针对综合能源系统典型结构,建立了综合能源系统主要能源生产、传递、转换和储存等设备的数学模型。针对运行过程中综合能源系统源荷不确定性因素特点,首先在传统鲁棒优化理论基础上提出基于Wasserstein距离的系统分类不确定集建模方法,并以系统总体运行费用最低为目标,提出考虑源荷不确定性的综合能源系统两阶鲁棒优化策略,通过子问题筛选系统内最劣运行场景以满足系统鲁棒性要求。所提策略可在最劣运行环境下,通过降低源荷不确定性影响以减少弃光和切负荷,可有效降低系统运行成本与提升综合能源利用率。最后通过列与约束生成（Column and Constraints Generation,CCG）算法对所提鲁棒优化模型进行转换求解,通过算例仿真结果验证了所提鲁棒优化方法的有效性。上述鲁棒优化策略综合考虑了区域系统内部源荷不确定性,而针对多区域互联的分布式综合能源系统背景,本文在所提区域间多能解耦方案与区间信息传递框架的基础上提出了区域自治的分布式优化方法,所提优化方法仅需交换相邻区域共享信息,可有效降低带宽负担、保护信息安全。为对所提优化策略并行求解,提出带正则项的改进交替乘子算法（Alternating Direction Method of Mutipliers,ADMM）保证多维下收敛性。最后通过所提改进ADMM算法对算例进行求解与分析,验证了本文所提算法与分布式调度策略的有效性。
针对以新能源为主体的电-气储能综合能源系统源荷随机波动的动态响应问题,搭建了光伏-固体氧化物燃料电池模型,通过电转气技术(power to gas,P2G)将盈余电能转换为氢能可供SOFC使用。以系统频率偏差设计终端滑模函数,提出了一种考虑源...
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针对以新能源为主体的电-气储能综合能源系统源荷随机波动的动态响应问题,搭建了光伏-固体氧化物燃料电池模型,通过电转气技术(power to gas,P2G)将盈余电能转换为氢能可供SOFC使用。以系统频率偏差设计终端滑模函数,提出了一种考虑源荷不确定性的自适应神经网络终端滑模运行控制策略。实现对电解槽和SOFC燃料电池无级功率调节,能够根据实时环境变化和负荷需求迅速做出响应。仿真表明:系统在孤岛运行模式下,相比于其他控制策略,该控制策略下的综合能源系统频率震荡响应更小、弃光量更低。
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