[發明專利]考慮需求響應的含P2G綜合能源系統兩階段優化調度策略

在審

• 申請號: 202210697459.6
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN115081708A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 陳宇星;殷自力;郭茜婷;鄭傳良;林晨杰;劉又榕;沈運帷;林順富
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司寧德供電公司;上海電力大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q30/02;G06Q50/06
• 代理公司: 福州科揚專利事務所(普通合伙) 35001
• 代理人: 何小星

本發明涉及一種考慮需求響應的含P2G綜合能源系統兩階段優化調度策略，包括以下步驟：對能源零售價進行優化；所述對能源零售進行優化計及用戶參與價格型需求響應，以負荷波動最小為目標，求解參與需求響應后的用戶電、氣負荷，得到優化后的能源零售價和電、氣負荷曲線；獲取未來24小時內的風機光伏出力，根據優化后的能源零售價和電、氣負荷曲線，以系統運營商凈收益最大為目標，優化系統內部各設備的出力及外部購買能源的情況。本發明在綜合能源系統中，通過需求響應、電轉氣和電轉熱等技術消納可再生能源過剩出力，可以減少棄風、棄光現象，促進節能減排，具有重要的使用價值。

技術領域

本發明涉及一種考慮需求響應的含P2G綜合能源系統兩階段優化調度策略，屬于電力系統運行分析技術領域。

背景技術

隨著環境問題和能源危機日益突出，徹底擺脫化石能源依賴是現代社會的一大問題。如今新能源占比大幅提高，但消納問題尚未得到解決，構建以提高能源利用率為使命的新一代能源系統成為核心能源戰略。

調度計劃，實現互聯區域全局經濟性最優；在實時調控階段考慮微電網內新能源實時出力的不確定性因素，針對日前計劃電量和實際交易電量調控偏差進行滾動優化控制；但是傳統電力系統和天然氣系統之間的耦合只實現了天然氣向電能的單向轉換。隨著P2G(power to gas，P2G)技術的不斷成熟，電能向天然氣的逆向轉換得以實現，進一步加深了天然氣系統和電力系統的耦合。P2G設備可在負荷低谷或者可再生能源出力高峰時，將過剩的電能轉化為天然氣，存儲在儲氣設備或天然氣管網中，能有效解決棄風棄光等資源浪費問題。熱電聯供微電網能夠實現能源的級聯利用，有利于提高可再生能源的轉化率，解決可再生能源利用與集中供熱之間的矛盾。由于獨立熱電聯供微電網沒有主網的支持，且受其自身容量的影響，抵御可再生能源隨機波動的能力很弱。因此，需要對獨立熱電聯供微電網進行合理調度，使其經濟可靠運行。

綜上所述，風光消納問題亟待解決，在綜合能源系統中，通過需求響應、電轉氣和電轉熱等技術消納可再生能源過剩出力，可以減少棄風、棄光現象，促進節能減排，具有重要的投資價值。

發明內容

為了克服上述問題，本發明提供一種考慮需求響應的含P2G綜合能源系統兩階段優化調度策略，該策略在綜合能源系統中，通過需求響應、電轉氣和電轉熱等技術消納可再生能源過剩出力，可以減少棄風、棄光現象，促進節能減排，具有重要的使用價值。

本發明的技術方案如下：

考慮需求響應的含P2G綜合能源系統兩階段優化調度策略，包括以下步驟：

對能源零售價進行優化；所述對能源零售進行優化計及用戶參與價格型需求響應，以負荷波動最小為目標，求解參與需求響應后的用戶電、氣負荷，得到優化后的能源零售價和電、氣負荷曲線；

獲取未來24小時內的風機光伏出力，根據優化后的能源零售價和電、氣負荷曲線，以系統運營商凈收益最大為目標，優化系統內部各設備的出力及外部購買能源的情況。

進一步的，所述對能源零售價進行優化的目標函數為：

其中，F_UP為一個調度周期內電與氣的總波動量，T為調度周期，表示t時刻的電負荷,表示t時刻的氣負荷，電、氣負荷單位統一為kW。

進一步的，所述電負荷和所述氣負荷模型如下：

其中，為t時刻剛性電負荷；為t時刻柔性負荷1；為t時刻柔性負荷2；為t時刻剛性氣負荷；為t時刻柔性氣負荷。

進一步的，所述柔性負荷2為電動汽車充電狀態下負荷，模型如下：