本发明涉及一种能源优化系统,尤其涉及一种基于admm法的输电网能源优化系统及方法。
背景技术:
1、输电网系统根据电力负荷的实时情况,通过调整输电线路和配电线路的供电能力,平衡能源供需之间的差距。
2、现有技术cn 105576657 a中公开了一种能源互联下主动配网与输电网集成系统的随机模糊连续潮流建模及算法,通过历史数据,挖掘规模化风电、多能源负荷的随机模糊时空序列模型;建立天然气网连续潮流模型,再通过能量枢纽能量转换公式获取主动配电网的供给给eh随机模糊负荷的有功功率;然后通过计算多能耦合主动配电网中有功功率供应与消耗净差额来决定主动配电网以电源、负荷或孤岛运行模式来构建与输电网的随机模糊连续潮流模型,适应能源互联发展趋势,为获取主动配电网和输电网集成系统静态安全稳定运行的负荷承载裕度提供了一种新方法,但在对输电网系统的经济效益进行计算时,无法进行确定,使得输电网系统的总效益无法进行确定。
3、因此,有必要对现有技术中的输电网系统进行改进,以解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明克服了现有技术的不足,提供一种基于admm法的输电网能源优化系统及方法,旨在解决现有技术中输电网系统进行效益计算时准确度不足的缺陷。
2、为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:一种基于admm法的输电网能源优化系统,包括:燃气单元、电力单元、检测单元和调节单元;
3、所述燃气单元包括:燃气输送单元、燃气管道和燃气机单元,所述燃气输送单元对燃气推动使得燃气在所述燃气管道中运输,所述燃气管道对燃气进行引导运输,促使燃气进入所述燃气机单元,所述燃气机单元对燃气进行燃烧并使得燃气的化学能转化为机械能;
4、所述电力单元包括:发电单元和输送电路,所述发电单元与所述燃气机单元连接,所述发电单元将所述燃气机单元的机械能转化为电能,并输送至所述输送电路上,所述输送电路用于对电能进行运输;
5、所述检测单元分别与所述燃气单元和所述电力单元连接,所述检测单元用于对所述燃气单元和所述电力单元上的数据进行检测,得出检测数值;
6、所述调节单元包括:燃气调节单元和优化调节单元,所述燃气调节单元用于对所述燃气机单元的工作效率进行调节,所述优化调节单元搭载有优化调度模型,所述优化调度模型根据所述燃气单元和所述电力单元之间的检测数值进行生成,分别计算所述燃气单元和所述电力单元的运行成本,并基于admm法对所述优化调度模型进行调整。
7、本发明一个较佳实施例中,所述发电单元产生的电能初始功率的数值位于最小技术出力和最大技术出力之间,所述输送电路上的功率一致。
8、本发明一个较佳实施例中,所述燃气管道的气流量与根号下节点气压的平方差成正比。
9、本发明一个较佳实施例中,所述检测数值包括:所述燃气管道中的燃气密度、所述燃气管道中的燃气气压和所述输送电路中的电能传输功率,所述燃气密度为所述燃气管道中的燃气的实时密度,所述燃气气压为所述燃气管道中的区域燃气气压差,所述电能传输功率为所述输送电路两端电压差与所述输送电路平均电流的乘积。
10、本发明一个较佳实施例中,所述燃气密度和所述燃气气压的数值获取频率一致,且数值获取相位相同,所述数值获取频率为相邻两次取值的时间间隔,所述数值获取相位为所述燃气密度和所述燃气气压的取值时刻。
11、本发明一个较佳实施例中,所述燃气单元根据所述燃气密度和所述燃气气压的数值对所述燃气机单元的进气量进行调节,所述燃气机单元的进气量始终保持一致。
12、本发明一个较佳实施例中,所述优化调度模型分别计算所述燃气单元和所述电力单元的运行成本,所述优化调度模型表示为:,其中,f(x)和g(y)分别为所述燃气单元和所述电力单元的运行成本的计算式,ax+by=c为耦合约束式,x和y分别为所述燃气单元和所述电力单元决策变量。
13、本发明一个较佳实施例中,所述admm法为引入拉格朗日乘子λ,调整过后的所述优化调度模型为,其中,ρ为惩罚因子,ρ>0。
14、为达到上述目的,本发明采用的第二套技术方案为:一种基于admm法的输电网能源优化系统的控制方法,包括以下步骤:
15、s1:燃气单元和电力单元分别进行工作,检测单元对燃气单元和所述电力单元上的数据进行检测,得出检测数值;
16、s2:燃气调节单元根据检测数值生成优化调度模型;
17、s3:优化调度模型分别对燃气单元和电力单元的运行成本进行计算,并分别给出计算式;
18、s4:优化调度模型根据admm法,对燃气单元和电力单元的运行成本进行调整。
19、本发明一个较佳实施例中,优化调度模型对调整后的燃气单元和电力单元进行迭代,迭代次数为10-15次。
20、本发明解决了背景技术中存在的缺陷,本发明具备以下有益效果:
21、本发明提供了一种基于admm法的输电网能源优化系统及方法,在燃气单元和电力单元在进行工作后,通过检测单元和调节单元对燃气单元和电力单元的检测数值进行模型生成,在基于admm法的条件下对输电网能源系统进行效益计算,相比于现有技术中的输电网能源系统,分别对燃气单元和电力单元的运行成本进行计算,并使用admm法对优化调度模型进行调整,输电网能源系统的效益能够根据admm法的进行精确计算,使得输电网能源系统能够得到准确的效益计算式,解决现有技术中输电网系统进行效益计算时准确度不足的缺陷。
22、本发明中燃气单元根据燃气密度和燃气气压的数值对燃气机单元的进气量进行调节,燃气机单元的进气量始终保持一致,相比于现有技术,确保燃气机单元位于高效率位点运行,提高热效率,能够保持产电效果的稳定性,能够保持输电网系统进行效益计算时的稳定性。
23、本发明中根据admm法对优化调度模型调整时引入拉格朗日乘子,能够解除燃气单元和电力单元的运行成本计算时的耦合关系,相比于现有技术,能够使得燃气单元和电力单元的运行成本计算时的独立性,使得在对燃气单元和电力单元的成本计算过程中能够根据不同的变量分别计算,提高了效益计算时的稳定性。
1.一种基于admm法的输电网能源优化系统,包括:燃气单元、电力单元、检测单元和调节单元,其特征在于,
2.根据权利要求1所述的一种基于admm法的输电网能源优化系统,其特征在于:所述发电单元产生的电能初始功率的数值位于最小技术出力和最大技术出力之间,所述输送电路上的功率一致。
3.根据权利要求1所述的一种基于admm法的输电网能源优化系统,其特征在于:所述燃气管道的气流量与根号下节点气压的平方差成正比。
4.根据权利要求1所述的一种基于admm法的输电网能源优化系统,其特征在于:所述检测数值包括:所述燃气管道中的燃气密度、所述燃气管道中的燃气气压和所述输送电路中的电能传输功率,所述燃气密度为所述燃气管道中的燃气的实时密度,所述燃气气压为所述燃气管道中的区域燃气气压差,所述电能传输功率为所述输送电路两端电压差与所述输送电路平均电流的乘积。
5.根据权利要求4所述的一种基于admm法的输电网能源优化系统,其特征在于:所述燃气密度和所述燃气气压的数值获取频率一致,且数值获取相位相同,所述数值获取频率为相邻两次取值的时间间隔,所述数值获取相位为所述燃气密度和所述燃气气压的取值时刻。
6.根据权利要求5所述的一种基于admm法的输电网能源优化系统,其特征在于:所述燃气单元根据所述燃气密度和所述燃气气压的数值对所述燃气机单元的进气量进行调节,所述燃气机单元的进气量始终保持一致。
7.根据权利要求1所述的一种基于admm法的输电网能源优化系统,其特征在于:所述优化调度模型分别计算所述燃气单元和所述电力单元的运行成本,所述优化调度模型表示为:其中,f(x)和g(y)分别为所述燃气单元和所述电力单元的运行成本的计算式,ax+by=c为耦合约束式,x和y分别为所述燃气单元和所述电力单元决策变量。
8.根据权利要求7所述的一种基于admm法的输电网能源优化系统,其特征在于:所述admm法为引入拉格朗日乘子λ,调整过后的所述优化调度模型为其中,ρ为惩罚因子,ρ>0。
9.一种基于admm法的输电网能源优化系统的控制方法,基于权利要求1-8中任一项所述的一种基于admm法的输电网能源优化系统,其特征在于,包括以下步骤:
10.根据权利要求9所述的一种基于admm法的输电网能源优化系统的控制方法,其特征在于:优化调度模型对调整后的燃气单元和电力单元进行迭代,迭代次数为10-15次。