[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

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，綜合能源系統能源集線器聚合模型建立，從而得到系統內部的能量供需平衡約束；用戶多能負荷模型的建立，從而建立用戶多能負荷模型；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。本發明可以實現用戶在時間上對負荷進行橫向平移及削減，在縱向上實現內部多能相互轉換的綜合能源系統優化調度，有助于提高能源利用效率，提升經濟運行能力。

技術領域

本發明屬于綜合能源系統領域，特別涉及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。

背景技術

能源與環境問題的日益突出促進了人類能源消費方式的變革，如何提高能源利用效率、減少環境污染、實現能源可持續發展是當今共同關注的話題。以冷熱電聯供為核心單元的綜合能源系統將電網電能、天然氣能源與分布式能源進行統一調度，同時居民用戶可參與需求響應，通過調節自身負荷需求，與綜合能源系統運行相互配合，在滿足多種負荷需求的基礎上，提高能源系統的經濟效益與環境效益，是未來能源系統發展的重要方向。

目前用戶中存在大量可平移電負荷及可削減電、冷負荷，可根據用戶自身用能成本在時間橫向上進行負荷平移或削減，且用戶房屋在實際中可視為一個儲熱裝置，用戶通過調節熱需求，調整房屋內的溫度，使其維持在一定的舒適度內。房屋供熱負荷同樣作為需求響應資源參與到優化調度中。同時，居民用戶內部存在多種能源轉換設備，可在縱向上實現不同形式能量的相互轉化，進一步提高需求響應靈活性，實現對自身利益的追求。通過居民需求響應及內部多能轉換，綜合能源系統與用戶相互配合，提高能源利用率，實現各自的追求完成雙贏。

發明內容

本發明的目的是提出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。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

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，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；

(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。

綜合能源系統能源集線器模型為：

式(1)中，P_t^e、P_t^g分別為綜合能源系統購買的電功率和氣功率；P_t^re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。