[發明專利]一種綜合能源系統的需求響應建模方法

有效

• 申請號: 201910140630.1
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN110414762B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 竇迅;王俊;吳磊;楊國朝;張鑫
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;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: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q10/04;G06Q50/06;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

1.一種綜合能源系統的需求響應建模方法，其特征在于：包括以下步驟，

建立區域電-氣互聯綜合能源系統的基本結構，通過所述區域電-氣互聯綜合能源系統的基本結構分別建立電網模型、氣網模型和調度模型來構建區域電-氣互聯綜合能源系統調度模型；

通過獲取所述區域電-氣互聯綜合能源系統的節點能源價格建立用戶氣-電替代負荷模型，并分別建立用戶用能的估值函數、基于演化博弈的用戶用能消費福利最大化模型來構建基于演化博弈的需求響應模型；

建立所述基于演化博弈的用戶用能消費福利最大化模型還包括以下步驟，

用戶i在t時刻對電力和天然氣用能激勵的響應收益分別表示為：

其中，和分別表示用戶i在t時刻響應電力激勵和天然氣激勵的收益；和分別表示用戶i在t時刻響應激勵的電量和天然氣量；和分別表示t時刻所有用戶聚合的響應激勵的電量是和天然氣量，P_t^-e以及P_t^-g分別表示響應電力激勵和天然氣激勵的價格；用戶用能消費福利最大化表達為：

其中，λ_e和λ_g分別為大于0的權重系數，且滿足λ_e+λ_g＝1。

2.如權利要求1所述的綜合能源系統的需求響應建模方法，其特征在于：建立所述區域電-氣互聯綜合能源系統的基本結構還包括以下步驟，

通過電轉氣與燃氣輪機設備構建電–氣互聯綜合能源系統的能量樞紐，實現電力網絡與天然氣網絡間的雙向能量流動，使電–氣網絡的耦合更加緊密，構成所述區域電-氣互聯綜合能源系統。

3.如權利要求2所述的綜合能源系統的需求響應建模方法，其特征在于：分別建立的所述電網模型、氣網模型和調度模型，其中，所述電網模型考慮節點功率平衡、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、壓縮機約束以及節點壓力約束；所述調度模型考慮系統對電和天然氣的調度成本，且所述調度成本還包括火電機組發電成本、天然氣氣源供氣成本、燃氣輪機運行成本和電轉氣運行成本。

4.如權利要求3所述的綜合能源系統的需求響應建模方法，其特征在于：所述獲取區域電-氣互聯綜合能源系統節點能源價格還包括分別獲取節點電價和節點氣價。

5.如權利要求4所述的綜合能源系統的需求響應建模方法，其特征在于：所述獲取節點電價還包括以下步驟，

根據電-氣互聯網絡節點電力平衡約束：

每當節點電力負荷增加1，目標函數值F即系統運行成本會對應改變，產生一個與電力網絡節點對應的邊際值，用該值來表示節點天然氣電價記為

6.如權利要求5所述的綜合能源系統的需求響應建模方法，其特征在于：所述獲取節點氣價還包括以下步驟，

根據電-氣互聯網絡節點天然氣平衡約束：

每當節點天然氣負荷增加1，目標函數值同樣會對應改變，產生一個與天然氣網絡節點對應的邊際值，用該值來表示節點天然氣價格記為

7.如權利要求6所述的綜合能源系統的需求響應建模方法，其特征在于：建立所述用戶氣-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后的電負荷表示為：

天然氣負荷表示為

其中：為t時刻用戶用氣替代電的負荷；為t時刻用戶用電替代氣的負荷；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；ρ_e/g為氣-電替代系數。

8.如權利要求7所述的綜合能源系統的需求響應建模方法，其特征在于：建立所述用戶用能的估值函數還包括以下步驟，

微觀經濟學中常用用戶需求曲線來描述價格和需求間的關系，且有需求隨價格上升而下降的規律，該規律可以表示為：q＝a·p^ε；

其中：q為用戶用能消耗量；a為常數；p為用戶用能的價格，ε為需求-價格彈性系數；將用戶的估值函數表示為用戶市場消費剩余量，則用戶用電的估值函數為：

其中，表示用戶i在時間間隔t的電力剛性負荷；ε_e表示用戶用電需求-價格彈性系數；

所述用戶用氣的估值函數為：

其中，表示用戶i在時間間隔t的天然氣剛性負荷；ε_g表示用戶用氣需求-價格彈性系數。