[发明专利]一种基于综合能源系统节点能价策略的综合需求响应方法

权利要求书

1.一种基于综合能源系统节点能价策略的综合需求响应方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：以最小化电-气-热综合能源系统总运行成本为目标，构建电-气-热综合能源系统优化调度模型，结合电力、天然气、热力系统节点能量平衡方程，组成电-气-热综合能源系统最优多能流模型，对综合能源系统最优多能流模型综合求解，确定综合能源系统中各种能源形式的节点边际价格作为节点能源价格；

步骤二：获取节点能源价格，综合考虑电、气和热柔性负荷，以及各类柔性负荷可平移、可转移、可削减的需求响应特性，建立计及用户综合需求响应的负荷变动的用能成本模型，以用户用能成本最小为优化目标，对用能成本模型进行求解，得到节点能源价格引导下用户侧柔性电、气、热负荷参与需求响应的负荷；

电-气-热综合能源系统运营框架，包括能量流动系统和综合需求响应系统；能量流动系统包括：电、天然气、热三种类型负荷，电负荷由电网、风电机组、CHP设备和燃气轮机供应，天然气负荷由P2G与气源供应，热负荷由CHP设备、热泵或热网供应；综合需求响应系统通过能价信息改变用户用能方式实施综合需求响应，用能方式包括多能负荷的削减、转移和替代；

所述电-气-热综合能源系统优化调度模型，计算公式如下：

其中，F为综合能源系统的总运行成本；T为运营周期；Ω_G，Ω_G2P，Ω_N，Ω_CHP分别为火电机组、燃气轮机、气源和CHP机组的集合；为火电发电机组g在t时刻的有功出力；为燃气轮机k在t时刻的有功出力；为天然气源点n在t时刻的出力；和为CHP设备m在t时刻发出的电功率和热功率，γ_P和γ_H分别为CHP机组发出单位电功率和单位热功率所消耗的燃料；a_g、b_g、c_g为燃煤机组的发电成本系数；为t时刻燃气轮机k除去燃气费用的运行成本，为t时刻天然气源点n的天然气价格，k_chp为燃料成本系数；

所述电力、天然气、热力系统节点能量平衡方程，计算公式如下：

其中，和分别为发电机组g、风电p、燃气轮机k和CHP设备m的发电功率，为P2G设备z在t时刻消耗的电功率，P_ij,t为t时刻支路i-j的有功潮流，Ω_i为节点i的邻接母线集合，为t时刻节点i的电力负荷；为t时刻气源n的供气流量，Q_ij,t表示t时段管道首末节点i,j中的天然气流量，为t时刻P2G设备z的电转气供气流量，为t时刻燃气轮机k消耗的天然气流量，为t时刻CHP设备m消耗的天然气流量，为t时刻节点i上的天然气负荷,Ω_j为节点j的邻接管道集合；C_P为热水的比热容，m_j,t为t时段供热网络管道j中水流质量流量，φ_i,t表示t时段节点i处的热负荷，为节点i处供水温度，为节点i处回水温度；

各种能源形式的节点边际价格计算步骤如下：

分别为节点i对应电力负荷、天然气负荷和热负荷增加1单位；综合能源系统的总运行成本F产生一个与节点i对应的边际值，边际值分别为作为节点电价、节点天然气价格和节点热价；

各类柔性负荷可平移、可转移、可削减的需求响应特性，计算公式如下：

可平移负荷表示为：

其中，为原时段t可平移负荷r的平移量；为可平移负荷r平移至时段t+N_x后的负荷增量；

可转移负荷表示为：

其中，为调度后的可转移负荷r负荷功率；ΔT为负荷单位调度时段；为转移型负荷时段τ内消耗的总电量，调度周期内可转移时段区间为[t_tr-，t_tr+]；

可调节负荷表示为：

其中，和分别为可削减负荷r在调度前/后时段τ的负荷功率；λ_r为负荷削减系数；β_r,τ为0-1变量，表示削减状态；T为削减时段；为最大削减次数；

计及用户综合需求响应的负荷变动的用能成本模型，计算公式如下：

其中，C为用户不同能源类型r使用成本总和，表示t时段对应不同类型节点能源价格；为r类刚性负荷，为r类可平移负荷，为r类可转负荷，为r类可削减负荷；P_r,t表示需求响应后的t时段r类负荷；N_p表示能源类型合集，包括电力e、天然气g和热能h。

2.根据权利要求1所述的一种基于综合能源系统节点能价策略的综合需求响应方法，其特征在于：利用GAMS软件调用CPLEX求解器对用能成本模型进行求解。