Distributed Optimal Scheduling for Minimizing Exergy Loss Based on Joint Operation of Multiple Energy Hubs

Shuai HE; Nian LIU; Chaoqun SHENG; Jinyong LEI

doi:10.7500/AEPS20201021006

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Distributed Optimal Scheduling for Minimizing Exergy Loss Based on Joint Operation of Multiple Energy Hubs

Basic Research | 更新时间：2025-06-16

- Distributed Optimal Scheduling for Minimizing Exergy Loss Based on Joint Operation of Multiple Energy Hubs
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 9, Pages: 28-37(2021)
- 作者机构：
  
  1.新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京市 102206
  2.国网浙江杭州市萧山区供电有限公司，浙江省杭州市 311200
  3.南方电网科学研究院有限责任公司，广东省广州市 510663
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China
- DOI：10.7500/AEPS20201021006
  CLC：
- Received：21 October 2020，
  
  Revised：2021-01-02，
  
  Published Online：12 March 2021，
  
  Published：10 May 2021
- 稿件说明：
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何帅,刘念,盛超群等.多能源枢纽联合运行的㶲损最小化分布式优化调度[J].电力系统自动化,2021,45(9):28-37.

HE Shuai,LIU Nian,SHENG Chaoqun,et al.Distributed Optimal Scheduling for Minimizing Exergy Loss Based on Joint Operation of Multiple Energy Hubs[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(9):28-37.
何帅,刘念,盛超群等.多能源枢纽联合运行的㶲损最小化分布式优化调度[J].电力系统自动化,2021,45(9):28-37. DOI： 10.7500/AEPS20201021006.

HE Shuai,LIU Nian,SHENG Chaoqun,et al.Distributed Optimal Scheduling for Minimizing Exergy Loss Based on Joint Operation of Multiple Energy Hubs[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(9):28-37. DOI： 10.7500/AEPS20201021006.

摘要

能源枢纽是能源转化供应过程中的重要环节，其集成了天然气、热、电等多种能源形式，能够有效提高能源利用效率。文中研究了同一能源配送网络下多能源枢纽的协同优化运行问题。与以往针对运行成本最小化进行优化不同，将热力学参数——㶲，引入多能源枢纽优化调度，以㶲损最低为优化目标，从而实现能源的高效利用。针对热力传输网络的时间延迟问题和功率损耗问题，引入了热力延迟时间参数和损耗系数，提高了热力网络的建模精度。同时，考虑到不同能源枢纽由不同运营商进行管理，采用基于交替方向乘子法（ADMM）的分布式优化算法进行求解，各个能源枢纽仅需提供“期望交换功率”，保护了各能源枢纽的隐私，减少了通信的交流量，保证了调度的相对独立性。最后，以3个能源枢纽的运行调度为算例，验证了所提方法的有效性。

Abstract

Energy hub (EH) is an important part of the energy conversion supply process. It integrates natural gas

heat

electricity and other energy forms to effectively improve energy efficiency. This paper studies the coordinated optimization operation of multiple EHs in the same energy distribution network. Different from the previous optimization for the minimization of operation cost

this paper introduces the thermodynamic parameter

i.e.

exergy

into the optimal scheduling of multiple EHs

and takes the minimum exergy loss as the optimization objective

so as to realize the efficient utilization of energy. Aiming at the time delay and power loss problems of the heat transmission network

the thermal delay time parameter and the power loss coefficient are introduced to improve the modeling accuracy of heat networks. Meanwhile

considering that different EHs are managed by different operators

this paper uses the distributed optimization algorithm based on the alternating direction method of multipliers (ADMM) to solve the problem. Each EH only needs to provide “expected exchange power”

which protects the privacy of each EH

reduces the amount of communication

and ensures the independence of scheduling. Finally

the operation scheduling of three EHs are used for case study

and the effectiveness of the proposed method is verified.

关键词

Keywords

references

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