[發明專利]一種基于多負荷響應的園區綜合能源系統調度方法

在審

• 申請號: 202010181333.4
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN113408769A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 劉蓉暉;孫改平;米陽;馬天天;趙增凱;李陽;唐靜;韋江川;陳騰
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 盧泓宇

本發明提供一種基于多負荷響應的園區綜合能源系統調度方法，用于對園區綜合能源系統進行調度，調度的步驟為：確定包括電負荷、熱負荷、冷負荷以及氣負荷的園區綜合能源系統的耦合設備以及耦合關系；將園區綜合能源系統中的主要負荷分為基礎負荷以及柔性負荷；依據高峰時段的電價、低谷時段的電價以及平時時段的電價，設置柔性負荷的調度計劃；采用園區綜合能源系統的運行成本的最小值作為目標函數；根據園區的用能負荷的用能需求和用能滿意度對柔性負荷的調度過程進行補償和約束并計算補償的成本；基于主要負荷的分類，根據柔性負荷的不同響應建立調度模式。本發明的調度方法可以使得園區內的用能費用達到最低。

技術領域

本發明屬于能源系統的優化領域，具體涉及一種基于多負荷響應的園區綜合能源系統調度方法。

背景技術

隨著化石能源的逐漸枯竭、環境污染的日益嚴重，為了緩解傳統電網的供電壓力、轉變能源結構，風電并網的規模日益增大。為了解決電力系統、熱力系統和天然氣系統等子系統單獨設計和運行而造成的能源利用率低的問題，“能源互聯網”的概念被提出，基于電力、熱力和天然氣供能的綜合能源系統是典型的用戶側用能形態。

電儲能的出現促進了新能源的消納。現有存儲風能的方式中，除抽水蓄能外，存在存儲容量有限、經濟性不足、無法大規模使用等問題。由于電轉氣(P2G)技術的發展，可以實現電能以天然氣的方式大規模存儲，各種形式的能源在生產、傳輸、使用等階段的耦合作用也越來越強。目前對于電熱耦合的綜合能源系統研究非常全面，然而對于電、熱、冷、氣綜合能源系統的研究較少。現有的園區綜合能源調度方法中，對能源的利用率不高，也無法達到最優的資源配置。

發明內容

為解決上述問題，提供一種用于對園區綜合能源系統進行調度的方法，本發明采用了如下技術方案：

本發明提供了一種基于多負荷響應的園區綜合能源系統調度方法，用于對園區綜合能源系統進行調度，其特征在于，包括如下步驟：確定耦合關系，確定包括電負荷、熱負荷、冷負荷以及氣負荷的園區綜合能源系統的耦合設備以及耦合關系；負荷分類，將園區綜合能源系統中的主要負荷分為基礎負荷以及柔性負荷；設置調度計劃，依據高峰時段的電價、低谷時段的電價以及平時時段的電價，設置柔性負荷的調度計劃；建立目標函數，采用園區綜合能源系統的運行成本的最小值作為目標函數；計算調度的補償成本，根據園區的用能負荷的用能需求和用能滿意度對柔性負荷的調度過程進行補償和約束并計算補償的成本；建立調度模式，基于主要負荷的分類，根據柔性負荷的不同響應，建立調度模式；其中，柔性負荷包括可平移負荷、可削減負荷以及可轉移負荷。

本發明提供的基于多負荷響應的園區綜合能源系統調度方法，還可以具有這樣的特征，其中，耦合設備包括電熱耦合設備、電冷耦合設備、電氣耦合設備以及熱冷耦合設備，電熱耦合設備包括燃氣輪機以及燃氣鍋爐，電冷耦合設備包括電制冷機，電氣耦合設備包括電轉氣設備，熱冷耦合設備包括溴化鋰機組。

本發明提供的基于多負荷響應的園區綜合能源系統調度方法，還可以具有這樣的特征，其中，燃氣輪機產生的熱量Q_MT(t)與輸出電功率P_e(t)之間的關系為：

式中，η_e為燃氣輪機的發電效率，η₁為燃氣輪機的熱損失系數，燃氣輪機消耗的天然氣量V_MT(t)表示為：

式中，L_NG為天然氣的低位熱值，Δ(t)為時間步長，

燃氣鍋爐的供熱量Q_GB和額定供熱量R_GB為之間的關系為：

Q_GB＝R_GBη_GB

式中，η_GB為鍋爐的熱效率，