[發明專利]一種考慮居民用戶需求響應的綜合能源系統優化調度方法

有效

• 申請號: 202110862433.8
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113537618B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 施紅;院曉濤;陳政;朱威;馮蕾;潘誠;徐滎;付俊芳;陳奇方;史佳琪
• 申請（專利權）人: 中國電建集團河南省電力勘測設計院有限公司;中國電建集團華中電力設計研究院有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張春;李想

1.一種考慮居民用戶需求響應的綜合能源系統優化調度方法，其特征在于，它包括如下步驟：

(1)綜合能源系統能源集線器聚合模型建立：首先調研不同場景下綜合能源系統內部設備結構，建立典型場景下綜合能源系統能源集線器模型；然后，考慮用戶內部存在不同能源轉換設備，同樣以能源集線器為基礎，建立用戶能源集線器模型；從而將兩者結合，構建綜合能源系統能源集線器聚合模型，從而得到系統內部的能量供需平衡約束；

綜合能源系統根據用戶需求提供電、熱、冷能，用戶從綜合能源系統處購買能量滿足自身電、熱、冷負荷，即綜合能源系統能量供給側與用戶能量輸入側相連接，滿足關系：

S＝D

其中,S為能源供給側矩陣，D為用戶能源輸入側矩陣，且S和D又分別表達為：

βP+P^re＝S

αD＝L＝L^b+L^f

其中，β為綜合能源系統能量轉換側矩陣，P為綜合能源系統能量輸入側矩陣，P^re為綜合能源系統可再生能源矩陣，α為能量分配矩陣，L、L^b、L^f分別為用戶直接負荷矩陣、固定負荷矩陣及靈活性負荷矩陣；

因此結合綜合能源系統側和用戶側的能源集線器模型，可得到綜合能源系統能源集線器聚合模型，表達式為：

α(βP+P^re)＝L^b+L^f

通過靈活調整綜合能源系統側的能量分配矩陣α、綜合能源系統能量轉換側矩陣β和靈活性負荷矩陣L^f，實現整個區域的經濟優化運行；

(2)用戶多能負荷模型的建立：調研用戶區域內不同類型的可平移電負荷、可削減電、冷負荷，建立可平移電負荷、可削減電、冷負荷的數學模型，得到不同類型負荷的功率約束和時段約束；然后建立用戶房屋熱力模型，得到室內溫度與房屋供熱負荷的關系，從而建立用戶多能負荷模型；

(3)綜合能源系統優化調度模型建立：根據綜合能源系統能源集線器聚合模型和用戶多能負荷模型，以實現系統經濟性最優的角度對綜合能源系統及用戶內部設備進行合理調度，將綜合能源系統運行成本及用戶生活成本進行加權求和，以總成本最小為目標，建立綜合能源系統優化調度模型。

2.根據權利要求1所述的考慮居民用戶需求響應的綜合能源系統優化調度方法，其特征在于：綜合能源系統能源集線器模型為：

式(1)中，分別為綜合能源系統購買的電功率和氣功率；為綜合能源系統內可再生能源功率；分別為綜合能源系統供給電、熱、冷功率；為燃氣輪機的產電效率和產熱效率；η_et、η_gb、η_wh、η_ar分別為電力變壓器、燃氣鍋爐、余熱鍋爐和吸收式制冷機的轉換效率；分別為輸入氣能在燃氣輪機和燃氣鍋爐之間的分配系數；分別為集熱器輸出熱能在用戶熱需求和吸收式制冷機之間的分配系數。

3.根據權利要求1所述的考慮居民用戶需求響應的綜合能源系統優化調度方法，其特征在于：用戶能源集線器模型為：

式(4)中：η_et、η_hx、η_cx分別為電力變壓器、換熱設備和換冷設備的轉換效率；分別為直接電負荷、電制熱設備和電制冷設備的電能分配系數，分別為換熱設備和熱制冷設備的熱能分配系數；η_hc、η_eh、η_ec分別為熱制冷設備、電制熱設備和電制冷設備的平均轉換效能；分別為用戶的電、熱、冷需求；別為用戶直接電、熱、冷負荷。

4.根據權利要求1所述的考慮居民用戶需求響應的綜合能源系統優化調度方法，其特征在于：可平移電負荷、可削減電、冷負荷的數學模型為：

式(5)中：分別為用戶固定電、熱、冷負荷；分別為用戶靈活電、熱、冷負荷。

5.根據權利要求1所述的考慮居民用戶需求響應的綜合能源系統優化調度方法，其特征在于：綜合能源系統優化調度模型為，決策目標F包括綜合能源系統的運行成本F_ies及用戶的生活成本F_u：

式(14)中，w₁和w₂分別為進行決策時設置的比重系數，兩者的比例將對決策產生影響；若偏向于綜合能源系統運行成本降低，則w₁的值設置較大，若偏向于使用戶成本降低，則w₂的值設置較大；約束條件s.t.為：h(g)為不等式約束，包括可平移設備運行時段約束，溫度約束；g(g)為考慮區域能量平衡的等式約束。