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龍圖騰網恭喜國網福建省電力有限公司經濟技術研究院申請的專利基于共識變量的城市綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調度方法及終端獲國家發(fā)明授權專利權，本發(fā)明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN114066151B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-15發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉：該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為：202111188453.8，技術領域涉及：G06Q10/0631；該發(fā)明授權基于共識變量的城市綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調度方法及終端是由林威;林毅;林偉偉;張林垚;吳威;葉榮;朱睿設計研發(fā)完成，并于2021-10-12向國家知識產權局提交的專利申請。

本基于共識變量的城市綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調度方法及終端在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基于共識變量的城市綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調度方法及終端，分別構建每一個能源系統(tǒng)以及對應的耦合系統(tǒng)的數學模型，得到城市綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調度模型；引入共識變量解耦城市綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調度模型，分別構建每一個能源系統(tǒng)以及所對應的耦合系統(tǒng)的子優(yōu)化調度模型，對每一個子優(yōu)化調度模型并行優(yōu)化；在每一次優(yōu)化之后計算原始殘差和對偶殘差，若原始殘差和對偶殘差均滿足收斂誤差，則將當前優(yōu)化結果作為城市綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調度方案，否則更新參數，繼續(xù)優(yōu)化直至原始殘差和對偶殘差均滿足收斂誤差。本發(fā)明通過分布式優(yōu)化調度方法來解決城市綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調度問題，從而高效率的得到城市綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調度方案。

本發(fā)明授權基于共識變量的城市綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調度方法及終端在權利要求書中公布了：1.基于共識變量的城市綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調度方法，其特征在于，包括步驟：S1、分別構建每一個能源系統(tǒng)以及對應的耦合系統(tǒng)的數學模型，得到城市綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調度模型，所述能源系統(tǒng)包括配電系統(tǒng)和配氣系統(tǒng)，配電系統(tǒng)和配氣系統(tǒng)具有兩類耦合系統(tǒng)，其中每一類耦合系統(tǒng)都有兩個；S2、引入共識變量解耦城市綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調度模型，分別構建每一個能源系統(tǒng)以及所對應的耦合系統(tǒng)的子優(yōu)化調度模型，對每一個所述子優(yōu)化調度模型并行優(yōu)化：S21、構建共識變量矩陣如下式所示： 式中，Pe,grid為所述配電系統(tǒng)與所述耦合系統(tǒng)存在互聯關系的節(jié)點有功負荷矩陣，Pe,con為電功率共識變量矩陣，Pe,hub為所述耦合系統(tǒng)輸入側電功率構成的矩陣，Pg,grid為所述配氣系統(tǒng)與所述耦合系統(tǒng)存在互聯關系的節(jié)點氣負荷矩陣，Pg,con為氣功率共識變量矩陣，Pg,hub為所述耦合系統(tǒng)輸入側氣功率構成的矩陣；S22、分別構建所述配電系統(tǒng)、所述配氣系統(tǒng)以及所述耦合系統(tǒng)的增廣拉格朗日目標函數如下式所示： 式中，Le為所述配電系統(tǒng)增廣拉格朗日目標函數，λe為所述配電系統(tǒng)拉格朗日乘子矩陣，ρ為迭代步長，Lg為所述配氣系統(tǒng)增廣拉格朗日目標函數，λg為所述配氣系統(tǒng)拉格朗日乘子矩陣，Lhub為所述耦合系統(tǒng)增廣拉格朗日目標函數，λhub為耦合系統(tǒng)拉格朗日乘子矩陣，即將所述城市綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調度問題進行解耦為各能源系統(tǒng)的子優(yōu)化問題，目標函數為各能源系統(tǒng)的增廣拉格朗日函數，約束條件為各能源系統(tǒng)的數學模型對應的等式及不等式方程；S3、在每一次優(yōu)化之后計算原始殘差和對偶殘差，若原始殘差和對偶殘差均滿足收斂誤差，則將當前優(yōu)化結果作為城市綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調度方案，否則將迭代更新后的共識變量作為輸入參數代入到各能源系統(tǒng)的子優(yōu)化調度模型中，繼續(xù)優(yōu)化直至原始殘差和對偶殘差均滿足收斂誤差：S31、根據下式更新共識變量： 式中，k為迭代輪次，Ne為與電功率共識變量相聯的配電系統(tǒng)節(jié)點數量，Ng為與氣功率共識變量相聯的配氣系統(tǒng)節(jié)點數量，Nhub為與電功率及氣功率共識變量相關的耦合系統(tǒng)節(jié)點數量；S32、根據下式計算原始殘差： 式中，r為原始殘差；S33、根據下式計算對偶殘差： 式中，s為對偶殘差；S34、判斷所述原始殘差和所述對偶殘差是否均滿足收斂誤差，若是，則將當前優(yōu)化結果作為城市綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調度方案，否則將迭代更新后的共識變量作為輸入參數代入到各能源系統(tǒng)的子優(yōu)化調度模型中，繼續(xù)優(yōu)化直至原始殘差和對偶殘差均滿足收斂誤差；當迭代次數≥141次時，原始殘差和對偶殘差都小于收斂誤差，此時的優(yōu)化結果即為城市綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調度方案；所述步驟S1具體包括以下步驟：S11、構建所述配電系統(tǒng)的有功方程、無功方程以及電壓方程如下式所示： 式中，l為配電系統(tǒng)支路編號，n為配電系統(tǒng)節(jié)點編號，P為有功功率，I為線路電流，R為線路電阻，Q為無功功率，X為線路電抗，U為節(jié)點電壓；由此得到所述配電系統(tǒng)的節(jié)點電壓約束、支路電流約束以及系統(tǒng)購電約束如下式所示： 式中，Umin為節(jié)點電壓下限值，Umax為節(jié)點電壓上限值，Imax為支路電流限額，Pelec為配電系統(tǒng)購電功率，Pmin為配電系統(tǒng)購電功率下限值，Pmax為配電系統(tǒng)購電功率上限值；S12、構建所述配氣系統(tǒng)的管道流量方程如下式所示： 式中，pl為管道編號，m為配氣系統(tǒng)節(jié)點編號，F為管道燃氣流量，s·為符號函數，kpl為管道流體參數，p為配氣系統(tǒng)氣壓；由此得到所述配氣系統(tǒng)的節(jié)點壓力約束、系統(tǒng)購氣約束以及分段線性化約束如下式所示： 式中，pmin為節(jié)點氣壓下限值，pmax為節(jié)點氣壓上限值，Fgas為配氣系統(tǒng)購氣量，Fmin為配氣系統(tǒng)購氣下限值，Fmax為配氣系統(tǒng)購氣上限值，δpl,h為分段線性化狀態(tài)變量，h為線性分段編號，fpl,h為分段內變量取值，fmin為分段下限值，fmax為分段上限值，H為分段總數；S13、構建所述配電系統(tǒng)和所述配氣系統(tǒng)所對應的兩類耦合系統(tǒng)的能量耦合關系如下式所示： 式中，I為第一類耦合系統(tǒng)編號，II為第二類耦合系統(tǒng)編號，Le為耦合系統(tǒng)輸出側電負荷，Lh為輸出側熱負荷，Pe為耦合系統(tǒng)輸入側電功率，Pg為輸入側氣負荷，v為分配系數，ηT為電力變壓器效率，ηCAC為中央空調效率，ηge為熱電聯產機組產電效率，ηgh為熱電聯產機組產熱效率，ηGB為燃氣鍋爐產熱效率；由此得到兩類所述耦合系統(tǒng)的輸入側功率約束如下式所示： 式中，Pe,min為輸入側電功率下限值，Pe,max為輸入側電功率上限值，Pg,min為輸入側氣功率下限值，Pg,max為輸入側氣功率上限值；S14、所述城市綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調度目標為運行成本最優(yōu)，得到城市綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化調度模型如下式所示： 式中，OC為運行成本，t為優(yōu)化調度時段編號，T為優(yōu)化調度時段總數，Celec,t為對應時段內電價，Cgas,t為對應時段內氣價；通過分布式優(yōu)化調度方法將城市綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調度問題依照運營主體數量靈活拆分為多個子優(yōu)化問題，最大限度充分利用各能源子系統(tǒng)已有調度平臺的計算能力，避免不同能源系統(tǒng)間大量運行參數的交互。

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