多能互補微網(wǎng)魯棒多目標運行優(yōu)化.pdf

1、多能互補微網(wǎng)是體現(xiàn)新型電力能源技術(shù)發(fā)展水平以及探索能源與經(jīng)濟、社會、環(huán)境和諧發(fā)展道路的重要研究課題?；谀芰空{(diào)度的微網(wǎng)運行優(yōu)化可以促進不同能源形式相互融合和降低能源生產(chǎn)成本，因此成為多能互補微網(wǎng)發(fā)展的關鍵技術(shù)。然而，面對外界復雜的運行環(huán)境和內(nèi)部多能量流耦合等系統(tǒng)特征，以穩(wěn)定性、經(jīng)濟性和環(huán)境友好為綜合優(yōu)化目標的多能互補微網(wǎng)運行問題仍需要進行深入研究。
　　本文針對涉及可再生能源和負荷多重不確定性、經(jīng)濟與環(huán)境多重優(yōu)化目標、需求響應機制

2、等情況下的多能互補微網(wǎng)運行優(yōu)化這一復雜問題，以包含光伏發(fā)電、冷熱電聯(lián)供單元、地源熱泵、蓄電池和負荷的并網(wǎng)型多能互補微網(wǎng)為研究對象，從系統(tǒng)工程優(yōu)化角度研究多能互補微網(wǎng)運行優(yōu)化方法，為建立面向復雜運行工況的高效益和魯棒性微網(wǎng)運行方法體系奠定了一定的理論基礎，為系統(tǒng)優(yōu)化理論在多能互補微網(wǎng)運行中的應用提供參考。具體研究內(nèi)容和研究成果如下:
　　首先，針對“以熱定電”和“以電定熱”模式下帶有可再生能源和負荷多重不確定性的微網(wǎng)經(jīng)濟運行優(yōu)化問題

3、，提出了基于后悔度準則的微網(wǎng)魯棒多階段經(jīng)濟運行優(yōu)化方法?？紤]到微網(wǎng)運行的保守性問題，采用帶有魯棒測度的最小最大后悔度描述微網(wǎng)多階段運行模型。由于所提模型中存在多階段耦合特征，基于凸規(guī)劃對偶定理將模型中的非分離約束轉(zhuǎn)換為分離約束，并據(jù)此簡化多階段優(yōu)化模型為雙層優(yōu)化模型，然后提出拉格朗日兩段松弛和交叉熵混合算法求解模型。仿真結(jié)果表明，所提經(jīng)濟運行優(yōu)化方法可以在不確定性最大擾動下找出最小經(jīng)濟后悔度，進而獲得最優(yōu)經(jīng)濟效益，實現(xiàn)對微網(wǎng)運行保守度的

4、調(diào)節(jié)。
　　其次，針對“以熱定電”和“以電定熱”模式下微網(wǎng)運行花費、二氧化碳排放和一次化石能源消耗的多目標運行優(yōu)化問題，提出了基于啟發(fā)式調(diào)度規(guī)則和改進多目標交叉熵算法的微網(wǎng)多目標運行優(yōu)化方法?？紤]到多目標之間的協(xié)同和博弈關系可能導致運行方案偏離微網(wǎng)建設初衷，設計啟發(fā)式調(diào)度規(guī)則修正Pareto運行方案的生成，并進一步縮減可行解域和提高求解效率。為保障微網(wǎng)Pareto運行方案的多樣性和最優(yōu)性，采用樣本分段生成策略和參數(shù)更新機制改進多目

5、標交叉熵算法。仿真結(jié)果表明，所提多目標運行優(yōu)化方法可通過一次求解獲得Pareto最優(yōu)解集，實現(xiàn)經(jīng)濟、環(huán)境和能耗目標的同時最優(yōu)。
　　然后，針對可再生能源與負荷多重不確定性以及經(jīng)濟與環(huán)境多重優(yōu)化目標在微網(wǎng)運行過程中并存的現(xiàn)狀，提出了基于集合的最小最大魯棒多目標的微網(wǎng)不確定性和多目標聯(lián)合優(yōu)化運行方法?？紤]到隨機性場景對經(jīng)濟和環(huán)境目標的不同影響難以生成魯棒性的運行方案，依據(jù)Pareto魯棒最優(yōu)解定義構(gòu)建帶有魯棒測度的微網(wǎng)最小最大多目標運

6、行優(yōu)化模型，并針對所提多目標雙層規(guī)劃模型的復雜結(jié)構(gòu)，設計了內(nèi)層多目標優(yōu)化和外層集值優(yōu)化的雙層求解框架。仿真結(jié)果表明，所提運行優(yōu)化方法在抑制不確定性擾動的同時，獲得了微網(wǎng)運行的最優(yōu)經(jīng)濟與環(huán)境效益，并可調(diào)節(jié)運行方案在多目標框架下的魯棒性。
　　最后，針對需求響應機制下的微網(wǎng)經(jīng)濟與環(huán)境運行優(yōu)化問題，以及運行過程中存在的可再生能源與負荷不確定性擾動，提出了基于點的最小最大魯棒多目標的微網(wǎng)供需雙側(cè)協(xié)同運行優(yōu)化方法?？紤]到負荷對價格和激勵的不