[發(fā)明專利]一種面向綜合能源系統(tǒng)的中長期綜合需求響應建模方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910140601.5
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109815629B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設計）人: 竇迅;王俊;吳磊;趙長偉
• 申請（專利權）人: 南京工業(yè)大學;國網天津市電力公司電力科學研究院;國網天津市電力公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 王曉東

1.一種面向綜合能源系統(tǒng)的中長期綜合需求響應建模方法，其特征在于：包括以下步驟，

以區(qū)域電-氣互聯(lián)綜合能源系統(tǒng)網絡為基礎，耦合節(jié)點通過冷熱電三聯(lián)供設備聯(lián)結園區(qū)級熱網，構成園區(qū)級冷-熱-電-氣的綜合能源系統(tǒng)結構，并通過分別建立熱網模型、氣網模型、電網模型和調度模型搭建綜合能源系統(tǒng)調度模型；

獲取節(jié)點能源價格建立氣-電/熱-電替代負荷模型，并通過建立用戶效用最大化模型搭建綜合需求響應模型；

基于不同時間尺度的需求響應水平且運用系統(tǒng)動力學，通過建立長期綜合需求響應決策模型、中期綜合需求響應決策模型以及短期綜合需求響應決策模型搭建基于中長期時間維度的綜合需求響應系統(tǒng)動力學模型；

將柔性負荷、儲能以及電動汽車作為長期綜合需求響應的參與主體進行需求響應分析。

2.如權利要求1所述的面向綜合能源系統(tǒng)的中長期綜合需求響應建模方法，其特征在于：建立的所述熱網模型、氣網模型、電網模型和調度模型，其中，

所述熱網模型考慮節(jié)點流量平衡、節(jié)點功率融合、負荷取用特性、供回水溫度約束以及管段傳熱特性；

所述氣網模型考慮管道流量約束、氣源點約束、流量平衡約束、壓縮機約束以及節(jié)點壓力約束；

所述電網模型考慮節(jié)點功率平衡、機組出力約束、爬坡約束以及支路潮流約束；

所述調度模型考慮系統(tǒng)對電和天然氣的調度成本，所述調度成本包括火電機組發(fā)電成本，天然氣氣源供氣成本以及電轉氣運行成本。

3.如權利要求1或2所述的面向綜合能源系統(tǒng)的中長期綜合需求響應建模方法，其特征在于：所述獲取節(jié)點能源價格還包括以下步驟，

根據(jù)電-氣互聯(lián)網絡節(jié)點能量平衡約束確定節(jié)點能源價格，從而獲取節(jié)點電價以及節(jié)點氣價如下所示：

上式中的右側分別為節(jié)點電力負荷和節(jié)點天然氣負荷，每當節(jié)點電力負荷增加1，目標函數(shù)值F即系統(tǒng)運行成本，會對應改變，產生一個與電力網絡節(jié)點對應的邊際值，用該值來表示節(jié)點電價，記為同樣的，每當節(jié)點天然氣負荷增加1，目標函數(shù)值同樣會對應改變，產生一個與天然氣網絡節(jié)點對應的邊際值，用該值來表示節(jié)點天然氣價格，記為

為t時刻節(jié)點i上的氣源供氣流量；為t時刻節(jié)點i上的電轉氣供氣流量；為t時刻節(jié)點i上燃氣輪機消耗的天然氣流量；為t時刻節(jié)點i上的天然氣負荷；為t時刻節(jié)點i上CCHP消耗的天然氣流量；

為t時刻節(jié)點i上火電機組的有功出力；為t時刻節(jié)點i上風電機組的有功出力；為t時刻節(jié)點i上燃氣輪機的有功出力；為t時刻節(jié)點i上的有功負荷；P_ij,t為t時刻線路ij上的有功功率。

4.如權利要求3所述的面向綜合能源系統(tǒng)的中長期綜合需求響應建模方法，其特征在于：所述建立氣-電/熱-電替代負荷模型還包括以下步驟，

對于用戶i，在t時刻，經用能替代項目調節(jié)后的電負荷可表示為：調節(jié)后的天然氣負荷表示為：調節(jié)后的熱負荷表示為：

其中：為t時刻用戶用氣替代電的負荷；為t時刻用戶用熱替代電的負荷；為參與用能替代項目前的用戶電力負荷值；為參與用能替代項目前的用戶天然氣負荷值；為參與用能替代項目前的用戶熱負荷值；ρ_e/g為氣-電替代系數(shù)；ρ_e/h為熱-電替代系數(shù)；

5.如權利要求1、2或4任一所述的面向綜合能源系統(tǒng)的中長期綜合需求響應建模方法，其特征在于：所述建立用戶效用最大化模型還包括以下步驟，

用戶效用模型包括用戶的用電效用、用氣效用以及用熱效用，表示為：

其中，U為用戶i的綜合用能效用，λ_e、λ_g以及λ_h分別為用戶用電、用氣以及用熱效用的權重系數(shù)，以及分別為用戶i的用電、用氣以及用熱滿意度函數(shù)，為用戶i的純用電負荷，為用戶i的純用氣負荷，為用戶i的純用熱負荷，分別為由冷熱電聯(lián)產系統(tǒng)供給純熱負荷所消耗的電能和天然氣，為由所述綜合能源系統(tǒng)調度模型求得的節(jié)點電價和節(jié)點氣價。