(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111574392.9 (22)申请日 2021.12.21 (71)申请人 国网江苏省电力有限公司 地址 210024 江苏省南京市上海路215号 申请人 华北电力大 学 (72)发明人 陈振宇　王剑晓　陆婋泉　陈为佳　 安麒　李庚银　周明　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 代理人 杜月 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种综合能源系统协同控制方法及系统 (57)摘要 本发明涉及一种综合能源系统协同控制方 法及系统， 所述方法包括： 获取待控日期前的综 合能源系统中各能源子系统的运行信息； 基于所 述综合能源系统中各能源子系统的运行信息确 定所述各能源子系统对应的最优的拉格朗日乘 子； 根据所述最优的拉格朗日乘子确定待控日期 对应的各能源子系统的最优投标量； 基于所述各 能源子系统的最优投标量对所述待控日期的综 合能源系统中的各子系统进行协同控制。 本发明 提供的技术方案， 实现了异质能源之间的转化， 保证了各能源子系统之间信息对称， 提高了系统 均衡的收敛速度。 权利要求书5页 说明书12页 附图3页 CN 114282798 A 2022.04.05 CN 114282798 A 1.一种综合能源系统协同控制方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取待控日期前的综合能源系统中各能源子系统的运行信息； 基于所述综合能源系统中各能源子系统的运行信息确定所述各能源子系统对应的最 优的拉格朗日乘子； 根据所述 最优的拉格朗日乘子确定待控日期对应的各能源子系统的最优投标量； 基于所述各能源子系统的最优投标量对所述待控日期的综合能源系统中的各子系统 进行协同控制。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述基于所述综合能源系统中各能源子系统 的运行信息确定所述各能源子系统对应的最优的拉格朗日乘子， 包括： 将所述综合能源系统中各能源子系统的运行信息输入预先建立的基于拉格朗日乘子 优化的综合能源系统双层优化模型中， 对所述模型进行求解， 得到所述各能源子系统对应 的最优的拉格朗日乘子； 其中， 所述运行信息包括： 综合能源系统中各能源子系统的能源转化量和所述综合能 源系统的运行成本； 所述能源子系统包括： 电力子系统、 天然气子系统和热力子系统。 3.如权利要求2所述的方法， 其特征在于， 所述基于拉格朗日乘子优化的综合 能源系统 双层优化模型的建立包括： 基于综合 能源系统中各能源子系统的能源转化量和所述综合能源系统的运行成本， 构 建所述双层优化模型 的上层目标函数和下层目标函数， 其中所述上层目标函数包括： 以综 合能源系统最小运行成本为目标建立综合能源系统最小运行成本目标函数， 下层目标函数 包括： 以各能源子系统的购能成本最小为目标建立各能源子系统的最小购能成本目标函 数； 为所述模型的双层优化模型的目标函数构建约束条件： 综合能源系统的耦合约束、 电 力子系统的节点功率平衡约束、 电力子系统的发电机容量约束、 电力子系统的线路潮流约 束、 电力子系统的相角约束、 天然气 子系统的天然气 井产气量约束、 天然气 子系统的天然气 管网约束、 天然气 子系统的压强约束、 天然气 子系统的节点气 体流量平衡约束、 热力子系统 的锅炉产热约束、 热力子系统的节点热功率平衡约束、 热力子系统的管道温降约束和热力 子系统的混合温度约束。 4.如权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述综合 能源系统最小运行成本目标函数的 计算式如下 所示： 式中， f上为综合能源系统最小运行成本， cE(k)为第k次迭代时电力子系统的成本， cF(k) 为第k次迭代时热力子系统的成本， cH(k)为第k次迭代时天然气子系统的成本， λ为拉格朗 日乘子； 所述各能源子系统的最小购能成本目标函数的计算式如下 所示：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114282798 A 2式中， cE为电力子系统的成本， cF为热力子系统的成本， cH为天然气子系统的成本， x1, x2,x3为综合能源系统中电、 气、 热的优化变量， YE(x1,x2,x3)为电力能源的耦合约束， YF(x1, x2,x3)为天然气能源的耦 合约束， YH(x1,x2,x3)为热力能源的耦 合约束， fE(x1)为优化变量x1 下电力子系统的成本， fF(x2)为优化变量x2下热力子系统的成本， fH(x3)为优化变量x3下天 然气子系统的成本 。 5.如权利要求3所述的方法， 其特征在于， 所述综合 能源系统 的耦合约束的计算式如下 所示： k[x1(k+1),x2(k+1),x3(k+1)]＝0 式中， x1(k+1)为第k+1次迭代综合能源系统中电力能源的值， x2(k+1)为第k+1次迭代综 合能源系统中天然气能源的值， x3(k+1)为第k+1次迭代综合能源系统中热力能源的值， 其 中， x(k+1)＝x(k)+dx(k+1)， x＝(x1,x2,x3)T为优化变量； 所述电力子系统的节点功率平衡约束的计算式如下 所示： 式中， 为t时刻与节点m连接的第i个发电机的发电量， 为t时刻与节点m连接的燃 气轮机发电量， 为t时刻与节点m连接的电转气用电量， 为t时刻与节点m连接的热泵 用电量， 为t时刻线路mn的潮流， 为t时刻节点m处 的负荷， Φ1m为与节点m连接的发 电机或线路的集 合； 所述电力子系统的发电机容 量约束的计算式如下 所示： 式中， 为第i个发电机的发电量下限， 为第i个发电机的发电量上限； 所述电力子系统的线路潮流约束的计算式如下 所示： 式中， 为t时刻线路mn 的潮流， Bmn为线路mn电导， θm,t为t时刻节点m的相角， 为线路mn潮流上限， 为线路mn潮流下限； 所述电力子系统的相角约束的计算式如下 所示： 式中， θ 为相角的下限， 为相角的上限； 所述天然气子系统的天然气井产气量约束的计算式如下 所示：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114282798 A 3