基于频域能量电路建模的综合能源系统高效最优能流模型
系统与控制
2022-09-07 v2 系统与控制
摘要
随着越来越多的能源网络互联形成综合能源系统(IESs)，最优能流(OEF)问题日益受到关注。现有OEF模型研究多采用有限差分法(FDM)处理与自然气管网(NGNs)和区域供热管网(DHNs)动力学相关的偏微分方程(PDE)约束。然而，这种时域方法在追求高有限差分精度时计算负担沉重。本文提出了一种新颖的OEF模型，将NGN和DHN约束在频域中表述，并给出相应的模型压缩技术以实现高效求解。首先，引入能量电路法(ECM)，在频域中将NGNs和DHNs的PDE代数化。然后，建立基于ECM的OEF模型，其变量与约束均少于基于FDM的OEF模型，从而具有更优的求解效率。最后，采用变量空间投影去除隐变量，并由此启用另一约束生成算法以消除冗余约束。这两项技术进一步压缩了OEF模型，使求解效率得到二次提升。在实际系统上的数值测试表明，最终OEF模型的变量和约束减少超过95%，求解效率提升超过10倍。综上，所提OEF模型与求解技术很好地满足了大规模IES的优化需求。
引用
@article{arxiv.2206.12799,
title = {An Efficient Optimal Energy Flow Model for Integrated Energy Systems Based on Energy Circuit Modeling in the Frequency Domain},
author = {Binbin Chen and Wenchuan Wu and Qinglai Guo and Hongbin Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.12799},
year = {2022}
}