[發明專利]考慮電熱負荷需求響應的綜合能源系統運行成本優化方法

在審

• 申請號: 202110441923.0
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113112087A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 張瑋琪;譚忠富;王冠然;茍帥宇;齊彩娟;馬艷霞;車彬;陳寶生;唐夢媛;張澤龍;韋冬妮
• 申請（專利權）人: 國網寧夏電力有限公司經濟技術研究院;華北電力大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F30/20;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

本方法提出了考慮電熱負荷需求響應的綜合能源系統運行成本優化方法，包括構建考慮電熱負荷需求響應模型以及園區微網綜合能源系統模型，建立運行成本最小化目標的園區綜合能源系統優化函數，通過仿真軟件運算求解，得到電熱負荷優化調度負荷曲線以及各單元出力曲線，表明在綜合能源系統管理中考慮電熱負荷綜合需求響應可有效地提高能源利用效率，降低系統運行成本，提高新能源消納能力。

技術領域

本發明涉及綜合能源系統技術領域，更具體的說是涉及考慮電熱負荷需求響應的綜合能源系統運行成本優化方法。

背景技術

以微燃機為代表的熱電聯供型園區綜合能源系統利用天然氣進行供電供熱，具有能量梯級利用效率高、運行靈活等特點，為進一步消納風電、光伏等可再生能源提供了途徑。然而目前園區綜合能源系統經常出現熱電供需矛盾問題，其原因在于熱電聯產機組參與電網調峰時，被迫低負荷運行供電進而導致供熱不足的，造成熱電供需矛盾。

自從在需求側針對電負荷進行需求響應調度以來，如實行峰谷電價等，在削峰填谷、消納新能源、提高負荷率等方面取得了不錯的效果。實際上熱負荷有著較強的柔性調節能力，考慮到熱用戶對供熱舒適度的感知具有一定的模糊性以及熱網在傳輸熱負荷過程中具有很大的熱慣性，熱負荷也能夠向電負荷進行同樣的需求側的響應調度，提高園區綜合能源系統消納清潔能源的能力。伴隨電熱耦合程度逐漸加深，熱力需求響應的調度價值也越來越得到體現。

因此，考慮電熱負荷需求響應的綜合能源系統運行成本優化方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了考慮電熱負荷需求響應的綜合能源系統運行成本優化方法

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

考慮電熱負荷需求響應的綜合能源系統運行成本優化方法，包括以下步驟：

S1.構建電熱負荷需求響應模型與園區綜合能源系統模型；其中，所述電熱負荷需求響應模型包括電力負荷需求響應模型和熱力負荷需求響應模型，所述園區綜合能源系統模型具體包括能源出力設備模型、能源儲存設備模型；

S2.確定以園區綜合能源系統綜合運行成本最小為目標函數F，構建約束條件；其中，所述目標函數中包括：熱電聯燃氣輪機產消耗天然氣的成本、燃氣鍋爐消耗天然氣的成本、向電網購電成本、新能源棄用成本和各設備單元的運行維護成本，所述約束條件包括：電功率平衡、園區機組出力上下限、儲能裝置，聯絡線交互功率、可控機組機組爬坡、熱力需求響應供熱平衡和微燃機熱電比；

S3.參數設定及輸入變量的輸入，根據所述目標函數進行相關計算，得到考慮電熱負荷需求響應的綜合能源優化配置結果，分析考慮電熱負荷綜合響應需求的園區綜合能源系統帶來的優化效果，從而實現對園區綜合能源系統的優化調度過程。

優選的，S1中所述電力負荷需求響應模型為：

式中，Q_E,t為響應后用戶t時段的用電量，Q_t為優化前t時段的電量；ΔQ_t為用戶價格型需求響應后調整可控負荷用電狀態所得的t時段的電量變化量；Δp_t為優化后t時段的電價變化量；

電力負荷需求彈性系數η為：

需求側電量電價彈性矩陣E為：

式中，η_ii表示自彈性系數；η_ij表示交叉彈性系數；i和j分別表示第i和第j個時段；其中Δq為電量q的相對增量；Δp為電價p的相對增量。