多区域互联电-气耦合系统分散协调分布鲁棒优化调度

张亚超; 谢仕炜; 朱蜀

doi:10.7500/AEPS20211228005

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多区域互联电-气耦合系统分散协调分布鲁棒优化调度

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 多区域互联电-气耦合系统分散协调分布鲁棒优化调度
- Decentralized Coordinated Distributionally Robust Optimal Scheduling of Multi-area Interconnected Electricity-Gas Coupling System
- 电力系统自动化 2022年46卷第19期页码：31-42
- 作者机构：
  
  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
- 作者简介：
  
  张亚超(1985—)，男，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向：含新能源电力系统的优化调度。E-mail：yczhang@fzu.edu.cn
  谢仕炜(1993—)，男，通信作者，博士，讲师，主要研究方向：主动配电网与交通网耦合规划。E-mail：Shiwei_Xie@126.com
  朱蜀(1994—)，男，博士，主要研究方向：电力电子化电力系统稳定性分析。E-mail：whuzhushu@whu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(61903088)
- DOI：10.7500/AEPS20211228005
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-12-28，
  
  修回日期：2022-02-08，
  
  网络出版日期：2022-06-23，
  
  纸质出版日期：2022-10-10
- 稿件说明：
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张亚超,谢仕炜,朱蜀.多区域互联电-气耦合系统分散协调分布鲁棒优化调度[J].电力系统自动化,2022,46(19):31-42.

ZHANG Yachao,XIE Shiwei,ZHU Shu.Decentralized Coordinated Distributionally Robust Optimal Scheduling of Multi-area Interconnected Electricity-Gas Coupling System[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(19):31-42.
张亚超,谢仕炜,朱蜀.多区域互联电-气耦合系统分散协调分布鲁棒优化调度[J].电力系统自动化,2022,46(19):31-42. DOI： 10.7500/AEPS20211228005.

ZHANG Yachao,XIE Shiwei,ZHU Shu.Decentralized Coordinated Distributionally Robust Optimal Scheduling of Multi-area Interconnected Electricity-Gas Coupling System[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(19):31-42. DOI： 10.7500/AEPS20211228005.

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。

Abstract

The deep coupling and complementary coordination of heterogeneous energy flows such as electricity and natural gas hare made the multi-area interconnected electricity-gas coupling system for renewable energy consumption become an essential direction for the development of Energy Internet in the future. In this context

comprehensively considering the multiple uncertain factors such as wind power output

gas consumption of gas-fired units and the interaction energy flow through tie-lines between distribution networks

a decentralized coordinated optimal scheduling framework based on the multi-agent autonomous decision for the multi-area integrated energy system is proposed. Firstly

a distributionally robust optimal scheduling model based on the ambiguity set of wind power output is established for the distribution network. Combined with duality theory and linear decision rules

the above semi-infinite optimization problem is transformed into a linear programming problem. Secondly

the second-order cone programming model for gas network is built

and according to the uncertain set of gas consumption for gas-fired units

the feasibility of its reserve configuration in the distribution network is tested. Then

the decoupling mechanism of energy flows in multi-area interconnected system is analyzed and an alternative direction method of multipliers based on parallel regularization is developed to solve the decentralized coordinated scheduling model for multi-area electricity-gas coupling system. Finally

the case results demonstrate the effectiveness and practicability of the proposed model and solution method.

关键词

Keywords

references

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