[发明专利]一种考虑需求侧响应的电-热联合系统优化调度方法

摘要

本发明公开了一种考虑需求侧响应的电‑热联合系统优化调度方法，属于含多种能源形式的电力系统运行和控制技术领域；该方法基于一个两层优化模型，上层优化模型的目标为整个能源系统成本最低，下层优化模型为用户聚合商的需求侧响应模型；本发明方法利用用户建筑本身具有的热惯性，提高电热联合系统中用户用能需求的灵活性，挖掘了用户的需求侧响应潜力，将传统上固定的用户能源需求转化为可以调节的变量，并建立了用户的需求侧响应模型；利用用户需求侧响应松弛了热电联合系统运行的约束条件，提高了热电联合系统的运行灵活性，从而进一步提高系统运行效率，降低能源消耗，同时能更好地消纳具有波动性的可再生能源。

主权项

1.一种考虑需求侧响应的电‑热联合系统优化调度方法，其特征在于：该方法基于一个两层优化模型，上层优化模型的目标为整个能源系统成本最低，下层优化模型为用户聚合商的需求侧响应模型；该方法包括以下步骤：(1)建立用户聚合商的需求侧响应模型①.目标函数为聚合商的利润最高：其中，t代表不同时段，N_T为时段的数目；和分别为该聚合商i向能源系统购买的电能功率和热能功率，p_e和p_h分别为电能和热能的价格，R_i为该聚合商获得的收益；②.聚合商的能源需求满足以下约束：其中，Ξ_i为聚合商i所服务的用户的集合，j为其中的用户；为用户j的电能负荷，为用户j的热能负荷，ν_loss(t)为热能损耗系数；③.用户的热能负荷满足以下约束：τ_a，τ_h和τ_o分别为室内空气的温度、室内物体的温度、室外温度；c_a和c_h分别为室内空气和室内物体的热惯性常数；u_a‑h，u_a‑o，τ_h‑τ_o分别为室内空气‑室内物体、室内空气‑室外、室内物体‑室外的热传导系数；Δt为两个时段的间隔，和分别为室内舒适温度的下限和上限；(2)建立电‑热联合系统优化调度的上层最优模型①.目标方程：式中，和φ分别为电力机组和CHP机组的编号；和Ν_φ分别为两种机组的数量；为电源机组的输出功率，和分别为CHP机组的电功率和热功率；和代表两种机组的生产成本函数。②.约束条件：A.电功率和热功率平衡约束其中，n和p均为节点的编号，Ψn为连接在n节点的电源机组和CHP机组的集合，Θn为与n节点直接相连的节点的集合；V和δ分别为节点电压的幅值和相角；Gnp和Bnp分别为支路的电导纳和电纳；cw为水的比热容，mnp为热管道的水流量，τs为节点的温度；B.热管道内水温分布约束τs,p＝(τs,n‑τo)(1‑hls,np/cwmnp)+τo其中，h为热传导系数，ls,np为n节点到p节点的管道长度；(3)求解两层优化模型，得到能源系统内各电源机组和CHP机组的最优调度结果，以及各聚合商的需求响应结果，以实现全系统最优。