[發明專利]一種綜合能源站網及需求響應協同的規劃方法

有效

• 申請號: 202110669144.6
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113393038B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 劉洪;項超;葛少云
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 天津清漩知識產權代理事務所(普通合伙) 12243
• 代理人: 王倩

1.一種綜合能源站網及需求響應協同的規劃方法，其特征在于，所述方法包括：

考慮負荷需求響應因素，基于等價加權距離最小的能源站供能范圍劃分方法；其中，所述考慮負荷需求響應因素是指在能源站供能范圍劃分的過程中計及負荷需求響應位置以及容量的影響，所述等價加權距離中的等價是將距離標幺化，從而與加權因子統一為無量綱數，以等價加權距離最小的供能范圍劃分表示為：

其中，d^*_ik為負荷點i和能源站k的等價距離，d_ik為負荷點i和能源站k的實際距離，r為能源站數量為N_station下的各能源站合理供能半徑，S為規劃區面積，ω_ik為加權因子，ε_j為計及負荷需求響應后能源站j供能范圍內負荷整體峰谷差，ε_ik為計及負荷需求響應后，若負荷點i由能源站k供能時，能源站k供能范圍內負荷整體峰谷差，γ為放大系數，ω_ikd^*_ik為能源站k和負荷點i的等價加權距離；g_ik表示能源站k和負荷點i之間的歸屬因子，當負荷點i和能源站k之間的等價加權距離時是負荷點i到所有能源站的等價加權距離中最小時，能源站k和負荷點i的歸屬因子為1，即負荷點i有能源站k進行供能，為0則表示負荷點i不由能源站k供能；

綜合考慮負荷需求響應的容量和位置以及能源站設備選型與容量配置，以經濟性最優構建能源站與負荷需求響應聯合規劃模型；

根據所述能源站與負荷需求響應聯合規劃模型確定能源站設備配置與負荷需求響應配置方案，所述負荷需求響應配置方案包括確定負荷需求響應位置和容量；其中，所述能源站與負荷需求響應聯合規劃模型的目標函數為：

minF＝C+F_s+F_o

其中，F為能源站總成本；C為負荷需求響應費用；u_i為0-1變量，表示負荷點i是否參與需求響應，若參與則為1，否則為0；N為規劃區負荷點數量；α₁為負荷需求響應單位容量費用；P_ci為負荷需求響應容量；α₂為負荷需求響應單位電量費用；D為典型日場景數；T為調度時段數；P_1i,d,t為負荷點i需求響應功率；F_s為能源站設備投資費用；F_o為能源站設備運行費用；

所述能源站與負荷需求響應聯合規劃模型的約束條件為：

負荷響應容量約束為：

-P_ci≤P_1i,d,t≤P_ci

負荷響應功率約束為：

0≤P_ci≤P_cmax

其中，P_cmax為負荷最大需求響應容量；

功率平衡約束

q_k,t,GB為能源站k熱泵t時刻的出力，q_k,t,CCHP為能源站k燃氣三聯供t時刻的出力，q_k,t,TS為能源站k儲熱設備t時刻的出力，大于0表示放熱，小于0表示吸熱，P_i,d,t為負荷點i所需的負荷大小，P_1i,d,t為負荷點i需求響應功率；

可削減負荷響應時間約束為：

其中，T_d為可削減負荷的響應時段；為可削減負荷的響應起始時刻；為可削減負荷的響應終止時刻；

用能滿意度約束為：

其中，m_i為負荷點i的用能滿意度；m_i,min為負荷點i的最小用能滿意度；

基于需求響應對能源站下級管網布局的影響分析，以管網建設成本最小構建管網布局模型；其中，所述需求響應對能源站下級管網布局的影響是通過在負荷節點的流量平衡約束中引入需求響應的管流量加以實現，所述管網布局模型的目標函數為：

其中，l_ij與Q_ij分別為節點n_i和節點n_j之間的道路長度和管道流過的管流量；x_ij為節點i和節點j之間道路是否建設管道，若建設則為1，否則為0；c為單位長度管流量費用；A為規劃區域節點集合；

所述管網布局模型中的負荷節點流量約束和道路節點流量約束為：

其中，Г為集合，Г_out,j為節點n_j的鄰接節點集合，且流量是從n_j流向該鄰接節點，Г_in,j為節點n_j的鄰接節點，且流量是從該鄰接節點流入節點n_j，Q_j為負荷節點n_j所需的原始管流量，Q_DR,j為節點n_j需求響應的管流量；A_L為負荷節點集合，A_R為接入節點和道路節點的集合；

管道流量上下限約束

-x_ijQ_ij,max≤Q_ij≤x_ijQ_ij,max

Q_ij,max為管道最大流量；

基于需求響應對能源站最優站址選擇的影響分析，以改進能矩最小為依據確定最優能源站站址方法；其中，所述需求響應對能源站最優站址選擇的影響是通過計及負荷需求響應后的負荷功率來實現的，所述改進能矩是將傳統能矩中的站荷間直線距離改進為站荷間的曼哈頓距離，具體表示為：

CP_i{|x_i-x_k|+|y_i-y_k|}

其中，P_i為考慮負荷需求響應后的負荷功率；x_i為負荷點i的橫坐標；x_k為能源站k的橫坐標；y_i為負荷點i的縱坐標；y_k為能源站k的縱坐標。