[发明专利]一种考虑居民用户需求响应的综合能源系统优化调度方法

权利要求书

1.一种考虑居民用户需求响应的综合能源系统优化调度方法，其特征在于，它包括如下步骤：

(1)综合能源系统能源集线器聚合模型建立：首先调研不同场景下综合能源系统内部设备结构，建立典型场景下综合能源系统能源集线器模型；然后，考虑用户内部存在不同能源转换设备，同样以能源集线器为基础，建立用户能源集线器模型；从而将两者结合，构建综合能源系统能源集线器聚合模型，从而得到系统内部的能量供需平衡约束；

综合能源系统根据用户需求提供电、热、冷能，用户从综合能源系统处购买能量满足自身电、热、冷负荷，即综合能源系统能量供给侧与用户能量输入侧相连接，满足关系：

S＝D

其中,S为能源供给侧矩阵，D为用户能源输入侧矩阵，且S和D又分别表达为：

βP+P^re＝S

αD＝L＝L^b+L^f

其中，β为综合能源系统能量转换侧矩阵，P为综合能源系统能量输入侧矩阵，P^re为综合能源系统可再生能源矩阵，α为能量分配矩阵，L、L^b、L^f分别为用户直接负荷矩阵、固定负荷矩阵及灵活性负荷矩阵；

因此结合综合能源系统侧和用户侧的能源集线器模型，可得到综合能源系统能源集线器聚合模型，表达式为：

α(βP+P^re)＝L^b+L^f

通过灵活调整综合能源系统侧的能量分配矩阵α、综合能源系统能量转换侧矩阵β和灵活性负荷矩阵L^f，实现整个区域的经济优化运行；

(2)用户多能负荷模型的建立：调研用户区域内不同类型的可平移电负荷、可削减电、冷负荷，建立可平移电负荷、可削减电、冷负荷的数学模型，得到不同类型负荷的功率约束和时段约束；然后建立用户房屋热力模型，得到室内温度与房屋供热负荷的关系，从而建立用户多能负荷模型；

(3)综合能源系统优化调度模型建立：根据综合能源系统能源集线器聚合模型和用户多能负荷模型，以实现系统经济性最优的角度对综合能源系统及用户内部设备进行合理调度，将综合能源系统运行成本及用户生活成本进行加权求和，以总成本最小为目标，建立综合能源系统优化调度模型。

2.根据权利要求1所述的考虑居民用户需求响应的综合能源系统优化调度方法，其特征在于：综合能源系统能源集线器模型为：

式(1)中，分别为综合能源系统购买的电功率和气功率；为综合能源系统内可再生能源功率；分别为综合能源系统供给电、热、冷功率；为燃气轮机的产电效率和产热效率；η_et、η_gb、η_wh、η_ar分别为电力变压器、燃气锅炉、余热锅炉和吸收式制冷机的转换效率；分别为输入气能在燃气轮机和燃气锅炉之间的分配系数；分别为集热器输出热能在用户热需求和吸收式制冷机之间的分配系数。

3.根据权利要求1所述的考虑居民用户需求响应的综合能源系统优化调度方法，其特征在于：用户能源集线器模型为：

式(4)中：η_et、η_hx、η_cx分别为电力变压器、换热设备和换冷设备的转换效率；分别为直接电负荷、电制热设备和电制冷设备的电能分配系数，分别为换热设备和热制冷设备的热能分配系数；η_hc、η_eh、η_ec分别为热制冷设备、电制热设备和电制冷设备的平均转换效能；分别为用户的电、热、冷需求；别为用户直接电、热、冷负荷。

4.根据权利要求1所述的考虑居民用户需求响应的综合能源系统优化调度方法，其特征在于：可平移电负荷、可削减电、冷负荷的数学模型为：

式(5)中：分别为用户固定电、热、冷负荷；分别为用户灵活电、热、冷负荷。

5.根据权利要求1所述的考虑居民用户需求响应的综合能源系统优化调度方法，其特征在于：综合能源系统优化调度模型为，决策目标F包括综合能源系统的运行成本F_ies及用户的生活成本F_u：

式(14)中，w₁和w₂分别为进行决策时设置的比重系数，两者的比例将对决策产生影响；若偏向于综合能源系统运行成本降低，则w₁的值设置较大，若偏向于使用户成本降低，则w₂的值设置较大；约束条件s.t.为：h(g)为不等式约束，包括可平移设备运行时段约束，温度约束；g(g)为考虑区域能量平衡的等式约束。