[發明專利]一種考慮工業園區與工廠互動的綜合需求響應方法

有效

• 申請號: 201710461438.3
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107069791B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 董樹鋒;何仲瀟;江藝寶;徐航
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J3/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜;邱啟旺

1.一種考慮工業園區與工廠互動的綜合需求響應方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟1：搭建工廠的綜合能源系統模型，構建考慮工廠自趨優的IDR模型，實現工廠自身的經濟最優運行；

步驟2：工廠上傳自趨優后工廠的關口功率曲線至園區能量管理系統，由園區能量管理系統進行功率越限評估，判斷有無削峰需求；

步驟3：若無功率越限風險，則按自趨優結果運行；若出現功率越限則進行工業園區與工廠互動的綜合需求響應，與上級電網實現良性互動；考慮工業園區與工廠互動的綜合需求響應模型的目標函數為最大化滿足削峰需求，同時盡可能最小化用電成本：

式中，t₀-t₁為削峰時段，P₀(t)整個園區的削峰目標參考功率，P₀(t)＝P(t)-ΔP₀(t)，P(t)為第一次自趨優后的工廠關口功率，ΔP₀(t)為整個園區下發的園區需要削峰的功率；P'(t)為更新后時段t的工廠關口功率，C'_ATC為更新后工廠的總運行費用，λ₁,λ₂為目標函數中削峰目標和經濟性目標的權重系數，其中λ₁＞＞λ₂；

約束條件：相比考慮工廠自趨優的IDR，新增加非削峰時段關口功率約束和削峰時段削峰功率上限約束；

A)非削峰時段關口功率約束：

P'(t)≤P₁(t)

其中P₁(t)為從園區下發的非削峰時段的關口功率約束，t為非削峰時段；

B)削峰時段削峰功率上限約束：

P(t)-P'(t)≤ΔP₀(t)

削峰功率上限約束是指用戶提供削峰量不超過園區要求削峰量。

2.根據權利要求1所述的一種考慮工業園區與工廠互動的綜合需求響應方法，其特征在于：所述步驟1中考慮工廠自趨優的IDR模型的目標函數為全天總電費約束：

式中，t為時段序號，n為全天時段總數，C(t)為時段t的分時電價，P(t)為時段t從主網得到的供電功率，T為單位時段長度；

約束條件為：

a)直流電源和交流電源

總功率平衡約束：

P(t)＝P_AC-load(t)+P_AC-DC(t)+P_i(t)-P'_i(t)+P_CT(t)

P_AC-load(t)為時段t的交流負荷，P_AC-DC(t)為交直流轉換器的功率；P_i(t)為蓄冰槽耗電量，P'_i(t)為蓄冰槽承擔冷負荷量，∑P'_i(t)＝∑P_i(t)*η，η為供冷效率，當蓄冰槽制冰蓄冷時P_i(t)＞0，當蓄冰槽融冰供冷時P'_i(t)＞0；P_CT(t)為冷卻塔耗電量，P_CT(t)＝0.025*(Q_k(t)+P_k(t))，其中Q_k(t)為制冷機供冷量，P_k(t)為制冷機耗電量，Q_k(t)＝P_k(t)*EER；EER為制冷機能效比，可以通過制冷機組運行參數擬合得到；

交直流轉換器效率約束：

式中：η_A/D為交流轉換為直流的轉換效率，η_D/A為直流轉化為交流的轉換效率，P_DC(t)為時段t的直流母線總負荷；

直流母線總負荷約束：

P_DC(t)+P_PV(t)＝P_DC-load(t)+P_B(t)

P_PV(t)為光伏發電功率，P_DC-load(t)為直流負荷，P_B(t)為儲能電池在時段t的功率，充電時P_B(t)＞0，放電時P_B(t)＜0；

負荷波動約束：

λ為負荷有功功率的幾何均值，比例系數k₁和k₂根據具體實際情況和經驗給出，并以負荷波動率l作為評判負荷波動的標準；其中：

l＝σ/λ

l定義為負荷有功功率的標準差σ與負荷有功功率的幾何均值λ之比；

b)設備和能源平衡的約束

放電效率約束：

為最大充電效率，為最大放電效率；

儲能電池電量狀態約束：

E_min≤E_B(t)≤E_max

E_min＝SOC_minR

E_max＝SOC_maxR

E_max為儲能電池最大電量，E_min為儲能電池最低電量，E_B(t)為時段t的電池儲能狀態；SOC_min和SOC_max為最小和最大荷電狀態，R為電池容量；

在任何時候，儲能的總能量為儲能初始能量和累積能量的總和：

E(0)為電池初始電量，E(t)為時段t的累積電量，i為全天充電的時段數；

日電量累積約束：

蓄冷裝置約束：

其中，Q_kmax為制冷機組最大供冷量，Q_i(t)為蓄冰槽供冷量，Q_imax為蓄冰槽最大供冷量，Q_sys(t)系統需要供冷量，QI為蓄冰槽容量。