[發明專利]基于用戶滿意度和需求響應的綜合能源系統雙層規劃方法

在審

• 申請號: 202010723234.4
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111969592A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 陳再星;楊曉輝;芮松宏;李詩穎;張洋陽;黃鑫;蔡英瀾;徐青山
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/14;H02J3/46;G06Q10/06;G06F30/20;G06F111/06;G06F111/04
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 袁紅梅

1.基于用戶滿意度和需求響應的綜合能源系統雙層規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，分別獲取綜合能源系統所在區域內的不同季節冷熱電負荷曲線，以及該區域內的風電出力情況，系統設備經濟與技術參數，系統購電購氣價格以及參與需求響應的激勵價格；

步驟2，對綜合能源系統中電負荷分類為剛性負荷以及可平移負荷，以此建立需求響應模型；

步驟3，建立考慮用戶滿意度和需求響應的綜合能源系統雙層規劃優化模型，上層采用NSGA-II算法，以年總成本和用戶不滿意度最優為目標，求解綜合能源系統容量規劃；下層使用Gurobi對系統最優調度進行求解；

步驟4，通過得到的最終優化結果，判斷在計及用戶滿意度的情況下，是否實現了供需雙方的平衡，并輸出最優結果。

2.根據權利要求1所述的基于用戶滿意度和需求響應的綜合能源系統雙層規劃方法，其特征在于，所述步驟2中的綜合能源系統中，將電負荷分為可平移負荷和剛性負荷，對可平移負荷建立需求響應模型：

式中：P_L,t和分別為電負荷的原始功率和參與需求響應后的功率；和分別為t時刻的移入和移出負荷；和為最大移入和移出負荷率。

3.根據權利要求1所述的基于用戶滿意度和需求響應的綜合能源系統雙層規劃方法，其特征在于，所述步驟3的綜合能源系統雙層模型建立步驟如下：

(3.1)確立上層目標函數：以年總成本作為目標，年總成本包括：初始投資成本，置換成本，運行成本,其目標函數如下：

minF＝C_inv+C_op (5)

式中：C_inv為固定投資成本；C_op為系統運行成本；

(3.2)建立上層約束條件：上層所述的約束條件為規劃容量約束；

(3.3)確立下層目標函數：以用戶負荷改變量與原始負荷的比值作為衡量用戶滿意度的標準，其目標函數如下式所示：

(3.4)建立下層約束條件：所述的約束條件主要為冷熱電功率平衡約束。

4.根據權利要求3所述的基于用戶滿意度和需求響應的綜合能源系統雙層規劃方法，其特征在于，所述步驟(3.1)投資與運行成本具體如下：

式中：n為基準年利率，l為系統運行年限；C_k為第k種設備的容量配置成本系數，代表第k種設備的配置容量，C_rep為系統設備置換成本；Ω_k為系統待購買設備集合；

系統運行成本包括運維成本，購氣成本，購電成本，需求響應成本以及碳稅；

C_op＝C_om+C_gas+C_grid+C_dr+C_env (9)

式中：C_om為系統運維成本，C_gas為購氣成本，C_grid為主網購電成本，C_env為系統碳稅，C_dr為需求響應成本；

式中：c_k為不同設備運維成本系數，P_t^k為k設備t時刻輸出功率；

式中：F_t^GT和F_t^GB分別為燃氣輪機和燃氣鍋爐t時刻消耗的燃料，μ_gas為購氣價格；

式中：和分別為購電和售電功率，μ_buy,t和μ_sale,t分別為t時刻購電與售電價格；

式中：C_dr為參與需求響應的價格；

式中：C_c為碳稅價格，ρ_grid為主網輸電的碳排放系數，ρ_gb和ρ_gt分別為燃氣鍋爐和燃氣輪機的碳排放系數。