[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

说明书

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，综合能源系统能源集线器聚合模型建立，从而得到系统内部的能量供需平衡约束；用户多能负荷模型的建立，从而建立用户多能负荷模型；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。本发明可以实现用户在时间上对负荷进行横向平移及削减，在纵向上实现内部多能相互转换的综合能源系统优化调度，有助于提高能源利用效率，提升经济运行能力。

技术领域

本发明属于综合能源系统领域，特别涉及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。

背景技术

能源与环境问题的日益突出促进了人类能源消费方式的变革，如何提高能源利用效率、减少环境污染、实现能源可持续发展是当今共同关注的话题。以冷热电联供为核心单元的综合能源系统将电网电能、天然气能源与分布式能源进行统一调度，同时居民用户可参与需求响应，通过调节自身负荷需求，与综合能源系统运行相互配合，在满足多种负荷需求的基础上，提高能源系统的经济效益与环境效益，是未来能源系统发展的重要方向。

目前用户中存在大量可平移电负荷及可削减电、冷负荷，可根据用户自身用能成本在时间横向上进行负荷平移或削减，且用户房屋在实际中可视为一个储热装置，用户通过调节热需求，调整房屋内的温度，使其维持在一定的舒适度内。房屋供热负荷同样作为需求响应资源参与到优化调度中。同时，居民用户内部存在多种能源转换设备，可在纵向上实现不同形式能量的相互转化，进一步提高需求响应灵活性，实现对自身利益的追求。通过居民需求响应及内部多能转换，综合能源系统与用户相互配合，提高能源利用率，实现各自的追求完成双赢。

发明内容

本发明的目的是提出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。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

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，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；

(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。

综合能源系统能源集线器模型为：

式(1)中，P_t^e、P_t^g分别为综合能源系统购买的电功率和气功率；P_t^re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。